氮及其化合物

氮及其化合物的思维导图，整理了 氮以及氮的固定、氮的化合物、酸雨的防治的内容，有兴趣的可以看看哟。

氮及其化合物

• 氮以及氮的固定
  • 氮分子的结构：氮和氮之间以三键链接，键能大，难断裂，结构稳定，化学性质不活泼，但在放电高温等条件下，也能与一些金属或非金属发生反应
  • 氮的固定
    • 定义：将空气中游离的氮气转化为含氮化合物的过程。
    • 途径：人工固氮（如工业合成氨）、自然固氮（如高能固氮、生物固氮）
  • 氮在自然界的循环
    • 空气中的氮气经过雷电作用、生物固氮、人工固氮、动植物排泄物以及遗体将氮气变成氨或铵盐、或者亚硝酸盐，或直接变成硝酸盐被植物吸收或者被细菌分解变成氮气返回到大气中
    • 雷雨发庄稼涉及的化学反应：N2+O2=（放电）2NO、2NO+O2=NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO
• 氮的化合物
  • 氮的氧化物
    • NO
      • 物理性质：无色无味、微溶于水、密度比空气大
      • 化学性质
        • 常温下易与氧气结合，生成二氧化氮（只能用排水法收集一氧化氮）
        • 毒性：NO结合血液中血红蛋白的能力比CO强，更易导致人缺氧致人缺氧窒息
    • NO2
      • 物理性质
        • 红棕色有刺激性气味的气体，有毒，易溶于水，密度比空气大
      • 化学性质
        • 与水反应生成硝酸和一氧化氮或者与氧气水反应生成硝酸，只能用向上排空气法收集
  • 氨和铵盐
    • 氨气
      • 物理性质：无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化极易溶于水。
      • 化学性质
        • 与水反应
          • 氨气+水=（可逆）一水合氨、一水合氨=（可逆）为铵根+氢氧根；该溶液能使酚酞溶液变红，石蕊试液变蓝。
          • 注意
            • 液氨是纯净物，只含有氨气分子
            • 氨的水溶液俗称氨水，显弱碱性，氨水是混合物，含有氨气分子、水分子、一水合氨分子；含有氢氧根离子、氢离子和铵根离子
            • 一水合氨受热分解为氨气和水
            • 计算氨水中的质量分数或物质的量浓度时，应用氨气而不是一水合氨。
        • 与酸反应生成铵盐
          • 与硝酸反应生成硝酸铵
          • 与盐酸反应生成氯化铵；现象：有大量白烟产生
          • 与硫酸反应生成硫化铵（不能用浓硫酸干燥氨气）
        • 催化氧化：氨气+氧气=（加热、催化剂）一氧化氮+水
      • 喷泉实验
        • 原理：短时间内烧瓶内外产生较大的压强差
        • 常见形成喷泉的气体和液体组合：HCl气体和水/NaOH溶液、NH3和水/酸性溶液，酸性气体和氢氧化钠溶液、NO2和水溶液
      • 实验室制法
        • 实验原理：氢氧化钙+氯化铵=（加热）氯化钙+氨气+水；
        • 氨气的干燥：通常使用碱石灰，不能使用五氧化二磷，和氯化钙
        • 氨气的收集：试管口放一块棉花，防止氨气与空气对流造成氨气不纯，用向下排空气法收集
        • 验满
          • 将蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满
          • 将湿润的红色石蕊试纸放置在试管口，若变蓝，说明已经收满
        • 尾气处理：多余的氨要吸收掉（可在试管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花），以免污染空气，多余的氨在尾气吸收时要防止倒吸
        • 注意
          • 制取氨气时，铵盐不是碳酸铵、碳酸氢铵，因为他们在加热过程中会产生杂质气体CO2，不能选用硝酸铵，加热过程中会发生爆炸，，不能选用硫酸铵，因为加热生成的硫酸钙呈块状，不利于氨气的逸出，且反应后试管很难清洗
          • 不能用KOH、NaOH因为他们会腐蚀玻璃仪器或吸水成块，不利于反应进行
    • 铵盐
      • 物理性质：绝大多数铵盐都是易溶于水的无色晶体
      • 化学性质
        • 受热分解
          • 氯化铵受热分解生成盐酸和氨气（而氯化氢和氨气在试管口遇冷又化合为氯化铵，该过程为化学变化）；碳酸氢铵受热分解为氨气、二氧化碳和水
          • 铵盐受热分解规律：不稳定的酸的铵盐受热全分解；挥发性酸的铵盐常分解为氨气和对应酸
        • 与碱反应放出氨
          • 与强碱溶液（不加热）反应的离子方程式：铵根+氢氧根=一水合氨
          • 与强碱反应（家人）反应的离子方程式：铵根+氢氧根=（加热）氨气+水
  • 硝酸
    • 物理性质：无色具有刺激性气味的液体，易挥发，能与水以任意比例互溶
    • 化学性质
      • 强酸性：一元强酸，具有酸的通性
      • 不稳定性
        • 在见光或加热条件下易分解，且越浓越易分解，为了防止其分解，常把硝酸放在棕色的试剂瓶中，放置在低温、避光处，
        • 硝酸=（加热或光照）水+二氧化氮+氧气
        • 久置的硝酸一般呈黄色，是硝酸分解产生的二氧化氮溶于硝酸的缘故
      • 强氧化性
        • 与金属反应
          • 与铜反应
            • 与稀硝酸：铜+稀硝酸=硝酸铜+一氧化氮+水
            • 与浓硝酸：铜+浓硝酸=硝酸铜+二氧化氮+水
          • 与铁反应
            • 与浓硝酸会发生钝化，在常温下，铁或铝的表面会被浓硝酸或浓硫酸氧化生成一层致密的氧化膜，这层膜阻止了酸与内层金属的进一步反应
            • 与稀硝酸反应
              • 少量铁：稀硝酸+铁=硝酸铁+一氧化氮+水
              • 过量铁：铁+稀硝酸=硝酸亚铁+一氧化氮+水（先生成硝酸铁，硝酸铁被铁还原成硝酸亚铁）
        • 与非金属反应
          • 与S反应：S+浓硝酸=（加热）二氧化氮+水+硫酸
          • 与C反应：C+浓硝酸=（加热）二氧化氮+二氧化碳+水
        • 与还原性物质（如二价铁、硫化氢、氢溴酸、氢碘酸）反应
          • 硫化氢+稀硝酸=硫+一氧化氮+水
      • 王水：浓硝酸与浓盐酸体积比为（1：3）的混合物
    • 硝酸的制备
      • 涉及的反应方程式
        • 氮气+氢气=（高温高压催化剂）氨气
        • 氨气+氧气=（催化剂加热）一氧化氮+水、一氧化氮+氧气=二氧化氮
        • 二氧化氮+氧气=硝酸+一氧化氮
• 酸雨的防治
  • 酸雨：PH小于5.6的降雨称为酸雨
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