高中化学非金属元素N

快收藏!理科生必备！一张图帮你囊括高中化学关于非金属元素N的全部重点！包含氮的固定，氮气，氨，硝酸盐，硝酸，氮氧化物以及铵盐七大部分，内容详实，满满干货。还不快收藏学起来！

N

• 一、氮的固定
  • 1.概念
    • 把大气中游离的氮转化为化合态的氮的过程
  • 2.主要途径
    • ⑴自然固氮
      • a.生物固氮
        • N2→固氮酶→NH3
      • b.大气固氮
        • N2+O2→放电→2NO 2NO+O2→2NO2 3NO2+H2O→2HNO3+NO
    • ⑶人工固氮
      • N2+3H2→（高温高压、催化剂、可逆）→2NH3
• 二、氮气
  • 1.氮分子结构
    • 氮氮三键→键能大，结构稳定，性质不活泼
  • 2.物理性质
    • 无色无味
    • 难溶于水（1:0.02）
    • 熔沸点低，比空气略轻
  • 3.化学性质
    • ⑴与某些活泼金属（Mg、Ca、K）
      • N2+3Mg→点燃→Mg3N2
      • 2Mg+CO2→点燃→2MgO+C
    • ⑵与某些非金属反应
      • N2+O2→放电→2NO
      • N2+3H2→（高温高压、催化剂、可逆）→2NH3
  • 4.氮气的制法
    • ⑴工业
      • 分离液态空气
        • 氮气、液氧
    • ⑵实验室
      • NaNO2+NH4Cl→Δ→NaCl+N2↑+2H2O+Q
  • 5.用途
    • 合成氨，制硝酸，保护器填充灯泡，冷冻剂，保存粮食，水果等
• 三、氨
  • 1.氨分子结构
    • 空间构型：三角锥形
  • 2.物理性质
    • 无色，有刺激性气味气体
    • 密度比空气小
    • 易液化
    • 极易溶于水（1：700）（喷泉实验）
  • 3.化学性质
    • ⑴与水反应
      • NH3+H2O→（可逆）→NH3·H2O
        • 氨水
          • 冷暗处保存、三分三离、刺激性气味、混合物、挥发性、不稳定性、弱碱性、密度小于水
        • 一水合氨
          • 弱碱性、不稳定性
        • 氨在水中呈碱性原因
          • NH3+H2O→（可逆）→NH3·H2O→（可逆）→NH4++OH-
    • ⑵碱性
      • NH3+HCl→NH4Cl
        • 现象：产生大量白烟
      • NH3+H+→NH4+
    • ⑶还原性
      • ①氨的催化氧化
        • 4NH3+5O2→催化剂、加热→4NO+6H2O
          • 现象：无色液体变为红棕色，铂丝持续放热
      • ②3Cl2+2NH3→N2+6HCl 3Cl2+8NH3→N2+6NH4Cl
    • ⑷氧化性
      • 2NH3（液氨）+2Na→2NaNH2+H2↑
  • 4.氨气的制备
    • ⑴工业制法
      • N2+3H2→（高温高压、催化剂、可逆）→2NH3
        • 温度：500左右（催化剂活性温度）
        • 压强：高压（加快反应速率，使平衡向正反应方向移动）
        • 催化剂：铁触媒
        • 不断将NH3分离出来时，N2、H2循环反应，N2适度过量
    • ⑵实验室制法
      • ①药品：氯化氨和氢氧化钙固体
      • ②原理：2NH4Cl+Ca(OH)2→Δ→2NH3↑+2H2O+CaCl2
      • ③发生装置：固固加热（同氧气）
      • ④收集：向下排空气法
      • ⑤干燥：碱石灰［不可用CaCl2（络合反应）H2SO4（浓）P2O5（酸性）］
      • ⑥尾气吸收：倒置漏斗，水或稀酸
      • ⑦检验：湿润的红色石蕊试纸变蓝；沾有浓盐酸的玻璃棒靠近，生成大量白烟
      • ⑧注意
        • 不能用溶液——极易溶于水
        • 不能用强碱——腐蚀玻璃，易潮解结块
        • 可加热碳酸氢铵、一水合氨
  • 5.用途
    • 制铵盐，制硝酸，制医用稀氨水，制冷剂，制尿素，制纯碱，制纤维塑料
• 四、铵盐
  • 1.物理性质
    • 易溶于水的晶体
  • 2.化学性质
    • ⑴受热易分解
      • 非氧化性酸的铵盐→Δ→NH3↑+对应酸
    • ⑵与碱溶液反应
      • ①实质
        • NH4++OH-→（加热、可逆）→NH3↑+H2O
      • ②铵根离子检验
        • 取样，加入强碱溶液加热，生成气体，使湿润红色石蕊试纸变蓝；沾有浓盐酸的玻璃棒产生白烟；通入酚酞变红
      • ③氨态氮肥
        • 温保存，避免受热，不可与碱性物质（草木灰）混合使用
• 五、氮氧化物
  • 1.氮的氧化物
    • N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5
  • 2.NO
    • ⑴物理性质
      • 无色无味有毒气体，微溶于水
    • ⑵化学性质
      • 2NO+O2→2NO2
      • 4NO+3O2+2H2O→4HNO3
  • 3.NO2
    • ⑴物理性质
      • 红棕色刺激性气味有毒气体，与水反应
    • ⑵化学性质
      • 3NO2+H2O→2HNO3+NO
      • 4NO2+O2+2H2O→4HNO3
      • 2NO2→（可逆）→N2O4
  • 4.环境污染
    • ⑴来源
      • 氮肥生产，金属冶炼，汽车尾气
    • ⑵危害
      • 酸雨，光化学烟雾，破坏臭氧层
• 六、硝酸
  • 1.物理性质
    • 无色，有刺激性气味
    • 沸点低易挥发的液体
    • 与水以任意比例互溶
    • 常见硝酸浓度69%，打开瓶盖有白雾
    • 98%以上的硝酸称“发烟硝酸”
  • 2.化学性质
    • ⑴不稳定性
      • 4HNO3（浓）→光照或加热→4NO2↑+O2↑+2H2O
        • 溶液变黄，因为硝酸分解产生二氧化氮
        • 硝酸越浓越易分解
        • 棕色细口瓶，冷暗处贮藏，玻璃塞（腐蚀橡胶）
        • 硝酸与某些蛋白质反应使皮肤显黄色，强酸腐蚀皮肤
        • 浓硝酸分解放出气体溶于水被全部吸收
    • ⑵酸的通性
      • 使指示剂变色
        • 蓝色石蕊试纸
          • 稀硝酸：变红
          • 浓硝酸：先红后白
        • 紫色石蕊试液
          • 稀硝酸：变红
          • 浓硝酸：先红后褪色
      • 与碱发生中和反应
      • 与碱性氧化物反应
      • 与某些盐反应
    • ⑶强氧化性
      • ①，浓稀硝酸都具有强氧化性，几乎可以使所有金属（除铂金）氧化
        • a.常温下，浓硝酸与铁、铝发生钝化反应，加热钝化现象消失
        • b.加热，硝酸与金属反应不放出氢气
          • 实验室制NO
            • 3Cu+8HNO3（稀）→Δ→3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
              • 现象：加热后反应剧烈，产生无色气体，逸至试管口变为红棕色，溶液由无色变为蓝色
          • 实验室制NO2
            • Cu+4HNO3（浓）→Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O
              • 现象：反应剧烈，产生红棕色气体，溶液由无色变为绿色
          • 洗涤附着在容器内壁上的银
            • 3Ag+4HNO3（稀）→3AgNO3+NO↑+2H2O
      • ②与非金属反应
        • 非金属+HNO3（浓）→Δ→最高价氧化物或对应酸+NO2↑
      • ③与其他还原剂反应
        • H2S、HI、HBr、SO2、Na2SO3等
      • 一体积浓硝酸与三体积浓盐酸的混合物叫做王水，它的氧化能力更强，能溶解铂金
  • 3.硝酸的制法
    • ⑴实验室制法
      • NaNO3+H2SO4（浓）→微热→NaHSO4+HNO3↑
    • ⑵工业制法
      • 4NH3+5O2→催化剂、加热→4NO+6H2O 2NO+O2→2NO2 3NO2+H2O→2HNO3+NO
        • 催化剂：Pt或Cr2O3
  • 4.用途
    • 制TNT
• 七、硝酸盐
  • 1.物理性质
    • 大多无色晶体，易溶于水
  • 2.化学性质
    • 硝酸盐在酸性溶液中也是强氧化剂
    • 硝酸盐在高温下都是强氧化剂
      • 低温避光保存
    • 硝酸盐受热分解
      • a.Mg之前，生成亚硝酸盐和氧气
        • 2NaNO3→Δ→2NaNO2+O2↑
      • b.Mg和Cu之间，生成金属氧化物、NO2、O2
        • 2Cu（NO3）2→Δ→2CuO+4NO2↑+O2↑
      • c.Cu之后，生成金属单质、NO2、O2
        • 2AgNO3→Δ→2Ag+2NO2↑+O2↑