氮

化合价：

-3：氨气NH3、氮化物。

0：氮气N2。

+1：一氧化二氮（笑气）N2O。

+2：一氧化氮NO。

+3：三氧化二氮N2O3、亚硝酸HNO2、亚硝酸盐。

+4：二氧化氮NO2、四氧化二氮N2O4。

+5：五氧化二氮N2O5、硝酸HNO3、硝酸盐。

三氧化二氮N2O3、五氧化二氮N2O5是酸性氧化物，一氧化氮NO、二氧化氮NO2是不成盐氧化物。

 一、氮气

化学式：N2。

物理性质：无色，无味，气体，密度略小于空气，难溶于水。

化学性质：

　　不活泼

　　自然固氮：N2 + O2 =放电/闪电/高温= 2NO

　　人工固氮：N2 + 3H2 ⇌催化剂⇌高温高压⇌ 2NH3

　　与镁Mg反应：3Mg + N2 =点燃= Mg3N2

氮气N2约占空气体积的78％。

水解反应：

　　二氮化三镁Mg3N2水解：Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3↑

　　碳化钙CaC2水解（实验室制乙炔C2H2）：CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2↑

　　三氯化氮NCl3水解：NCl3 + 3H2O = 3HClO + NH3↑

 二、一氧化氮

化学式：NO。

物理性质：无色，无味，气体，密度略大于空气，难溶于水。

化学性质：

　　与氧气O2反应：2NO + O2 = 2NO2

　　与水H2O和氧气O2反应（化学计量数：4,2,3,4）：4NO + 2H2O + 3O2 = 4HNO3

收集方法：排水法。

三、二氧化氮

化学式：NO2

物理性质：红棕色，具有刺激性气味，气体，密度大于空气。

化学性质：

　　与水H2O反应：3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO

　　与水H2O和氧气O2反应（化学计量数：4,2,1,4）：

　　二聚反应：2NO2 ⇌ N2O4

四、氨气

化学式：NH3

物理性质：无色，具有强烈刺激性气味，气体，密度小于空气，极易溶于水（能与水H2O以1:700的体积比互溶，1体积的水H2O中能溶解700体积的氨气NH3，防倒吸），易液化。

 区分氨气、液氨、氨水：

　　氨气：NH3，气体，纯净物。

　　液氨：NH3，液体，纯净物。

　　氨水：氨气NH3的水H2O溶液，混合物。

 化学性质：

　　与水H2O反应：NH3 + H2O ⇌ NH3·H2O

　　与酸反应：

　　　　NH3 + HCl = NH4Cl

　　　　2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4

　　　　NH3 + HNO3 = NH4NO3

　　与二氧化碳CO2反应：

　　　　2NH3 + H2O + CO2（少量） = (NH4)2CO3

　　　　NH3 + H2O + CO2（足量） = NH4HCO3

　　与氯气Cl2反应：

　　　　2NH3 + 3Cl2 = N2 + 6HCl

　　　　8NH3 + 3Cl2 = N2 + 6NH4Cl

　　催化氧化：4NH3 + 5O2 =催化剂=△= 4NO + 6H2O

 实验室制氨气NH3：

方法一：加热氯化铵NH4Cl固体和氢氧化钙Ca(OH)2固体的混合物。

原理：2NH4Cl + Ca(OH)2 =△= CaCl2 + 2H2O + 2NH3↑

装置：固固加热型。

　　注：

　　　　1.加热时，试管口略向下倾斜（防止冷凝水H2O倒流回试管底部炸裂试管）。

　　　　2.棉花（防止氨气NH3与空气对流）

收集方法：向上排空气法。

验满：将湿润的红色石蕊试纸放到集气瓶口，若湿润的红色石蕊试纸变蓝，则证明氨气NH3已满。

干燥剂：碱石灰（氧化钙CaO和氢氧化钠NaOH固体的混合物）/氧化钙CaO/氢氧化钠NaOH固体。

尾气处理：蒸馏水H2O。

　　防倒吸：

　　　　玻璃导管、空气、蒸馏水H2O。

　　　　玻璃导管、倒扣的漏斗、蒸馏水H2O。

　　　　玻璃导管、倒扣的球形干燥管、蒸馏水H2O。

　　　　玻璃导管、四氯化碳CCl4、蒸馏水H2O。

 

方法二：加热浓氨水。

原理：NH3·H2O =△= NH3↑ + H2O

装置：液加热型。

 

方法三：向浓氨水中加入碱石灰（氧化钙CaO和氢氧化钠NaOH固体的混合物）/氧化钙CaO/氢氧化钠NaOH固体。

装置：固液不加热型。

 五、一水合氨

化学式：NH3·H2O

电离方程式：NH3·H2O ⇌ NH4+ + OH-

 氨水的成分：三分子三离子。

　　“三分子”：氨分子NH3、水分子H2O、一水合氨分子NH3·H2O（主要成分）。

　　“三离子”：氢离子H+（少量）、氢氧根离子OH-、铵根离子NH4+。

 化学性质：

　　热不稳定性：NH3·H2O =△= NH3↑ + H2O

　　弱碱性：

　　　　MgCl2 + 2NH3·H2O = Mg(OH)2↓ + 2NH4Cl

　　　　AlCl3 + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4Cl

 六、铵盐

化学性质:

　　热不稳定性：

　　　　NH4Cl =△= NH3↑ + HCl↑

　　　　NH4HCO3 =△= NH3↑ + H2O + CO2↑

　　　　NH4NO3 -△-> N2（不生成氨气NH3）

七、硝酸

物理性质：无色，具有刺激性气味，液体，易挥发。

质量分数95%以上的浓硝酸HNO3(浓)称为发烟硝酸。

浓硝酸HNO3(浓)在实验室中通常显黄色，原因是硝酸HNO3见光分解，生成二氧化氮NO2溶在其中。

清除浓硝酸HNO3(浓)的黄色：向浓硝酸HNO3(浓)中通入足量的空气或氧气O2。

化学性质：

　　见光分解：4HNO3 =光照= 4NO2↑ + 2H2O + O2↑

　　强氧化性：

　　　　与金属单质反应：

　　　　　　稀硝酸HNO3(稀)与铜Cu反应：3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O

　　　　　　浓硝酸HNO3(浓)与铜Cu反应：Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O

　　　　　　稀硝酸HNO3(稀)与铁Fe反应：

　　　　　　　　铁Fe少量：Fe(少量) + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O

　　　　　　　　铁Fe足量；3Fe(足量) + 8HNO3 = 3Fe(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O 

　　　　与非金属单质反应：

　　　　　　浓硝酸HNO3(浓)与碳C反应：C + 4HNO3(浓) = CO2↑ + 4NO2↑ + 2H2O

　　铝Al、铁Fe遇冷的浓硝酸HNO3(浓)发生钝化反应。

　　漂白性（永久性漂白）。

 

posted @ 2020-08-10 21:19  NagatoBigSeven  阅读(1722)  评论(0)    收藏  举报