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专题 02 氮及其化合物
知识梳理
【氮气 氮的氧化物】
氮的原子结构
氮元素位于第二周期、 第 V A 族。氮原子最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5
个电子。因此氮原子一般通过共用电子对与其它原子相互结合构成物质。
氮的原子结构
常见的化合价有 ＋ 1 、 ＋ 2 、 ＋ 3 、 ＋ 4 、 ＋ 5 、 － 3 ，
其氧化物有 N O 、 NO 、 N O 、 NO 、 N O 、 N O 共有六种，
2 2 3 2 2 4 2 5
其中 N O 是HNO 的酸酐， N O 是HNO 的酸酐（氮的氧化物都有毒）。
2 5 3 2 3 2
2.自然界中的存在形态
a.游离态:以氮分子的形式存在于空气中。
b.化合态:存在于动植物体内的蛋白质中,以及土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。
一.氮气
1.物理性质
纯净的N 是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占五分之四左右。
2
2.化学性质
（1）常温下，N 的化学性质不活泼，可代替稀有气体作保护气体。
2
原因：氮分子内两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳
定，通常难以与其它物质反应。
（2）在放电条件或高温下 氮气 跟氧气化合生成 一氧化氮
N ＋ O ===== 2NO
2 2
（3）镁在氮气中燃烧： 3Mg ＋ N ===== Mg N；
2 3 2
（4）人工合成氨：N ＋ 3H (((( 2NH ；
2 2 3
二．氮的固定和循环
1．氮的固定
将游离态氮转变为化合态氮的过程叫氮的固定。
（1）自然固氮
（2）人工固氮：工业合成氨。2．氮的循环
三.二氧化氮和一氧化氮
氮的氧化物 NO NO
2
颜色 无色 红棕色
物理
毒性 有毒 有毒
性质
溶解性 不溶于水 易溶于水
与O 反应 2NO ＋ O == =2NO 不反应
2 2 2
化学
性质 与H 2 O
不反应 3NO ＋ H O == =2HNO ＋ NO
2 2 3
反应
【氨和铵盐】
一.氨的物理性质
1. 无 色 刺激性 气味有毒气体，密度比空气小。
极易 溶于水，常温下，1体积水大约可溶解 700 体积氨气。氨的水溶液叫做 氨水 。
氨 易 液化（液态的氨称为 液氨 ）。液氨汽化时要 吸收 的量的热，使周围温度急剧 下降 ，
因此，液氨常用作 制冷剂 。
2.喷泉实验
（1）喷泉实验的原理
因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压强减小，形成压强差，
大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。
（2）常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂如表：
气体 HCl NH CO、SO 、Cl、HS NO ＋O
3 2 2 2 2 2 2吸收剂 水或NaOH溶液 水或盐酸 浓NaOH溶液 水
二.氨气的化学性质
1.与水反应
反应原理为NH ＋ H O NH ·H O NH ＋ ＋ OH － 。
3 2 3 2 4
氨气溶于水得氨水，显碱性，氨水中含有的粒子有：NH ·H O 、 H O 、 NH 、 NH ＋ 、 OH － 、 H ＋ 。
⇌ ⇌ 3 2 2 3 4
NH ·H O为可溶性一元弱碱，不稳定，易分解，化学方程式为NH ·H O ===== NH ↑ ＋ H O。
3 2 3 2 3 2
【注意】
①NH 是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，在推断题中作为解题突破口。
3
②氨水呈碱性，NH ·H O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH 进行计算。
3 2 3
2.氨气与酸的反应
蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现
相同的现象。
化学方程式为 HCl ＋ NH == =NH Cl、 NH ＋ HNO == =NH NO 。
3 4 3 3 4 3
3.与盐溶液的反应
过量氨水与AlCl 溶液反应的离子方程式：
3
Al 3 ＋ ＋ 3NH ·H O == =Al(OH) ↓ ＋ 3NH ＋。（氢氧化铝不溶于氨水）
3 2 3 4
4.氨气的还原性
①催化氧化：4NH ＋ 5O ===== 4NO ＋ 6H O。
3 2 2
②被CuO氧化：2NH ＋ 3CuO ===== 3C u ＋ N ＋ 3H O。
3 2 2
③被氯气氧化：2NH ＋ 3C l == =N ＋ 6HC l或8NH ＋ 3C l == =N ＋ 6NH Cl。
3 2 2 3 2 2 4
5.氨的用途
①液氨汽化时吸收大量的热，故用作制冷剂。②制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。
三.氨的实验室制法
1.制备装置2.反应原理
及实验注意
事项
3.其它实验 室制取NH
3
的简易方法
方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置
加热浓氨水 NH ·H O=====NH ↑＋HO
3 2 3 2
浓氨水＋ NaOH溶于水放热，促使NH ·H O分解，且OH－浓度的增
3 2
固体NaOH 大也有利于NH 的生成
3
CaO与水反应生成OH－，使溶剂(水)减少；
浓氨水＋
且反应放热，促使NH ·H O分解。
3 2
固体CaO
化学方程式：NH ·H O＋CaO===NH↑＋Ca(OH)
3 2 3 2
四．铵盐的性质及NH的检验
1．铵盐的物理性质
铵盐都是白色固体，均易溶于水。
2．铵盐的化学性质
（1）受热易分解 NH Cl ===== NH ↑ ＋ HCl ； NH HCO ===== NH ↑ ＋ H O ＋ CO ↑
4 3 4 3 3 2 2
（2）与碱溶液反应 NH ＋ ＋ OH － ===== NH ↑ ＋ H O
4 3 23．NH的检验
未知液加入强碱共热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，则证明含 NH ＋。
4
【硝酸 酸雨及防治】
一．硝酸
1．物理性质：无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
2．化学性质
（1）不稳定性
化学方程式：4HNO ( 浓 ) ===== 2H O ＋ 4NO ↑ ＋ O ↑。
3 2 2 2
（2）强氧化性
硝酸无论浓、稀都有强氧化性，而且浓度越大，氧化性越强。
a．与金属反应
稀硝酸与铜反应： 3Cu ＋ 8HNO ( 稀 ) == =3Cu(NO ) ＋ 2NO ↑ ＋ 4H O(填化学方程式，下同)。
3 3 2 2
浓硝酸与铜反应： Cu ＋ 4HNO ( 浓 ) == =Cu(NO ) ＋ 2NO ↑ ＋ 2H O。
3 3 2 2 2
【注意】常温下，铁、铝遇浓HNO 会发生钝化，所以可用铁或铝制容器来盛装浓HNO。
3 3
b．与非金属反应
浓硝酸与C反应： C ＋ 4HNO ( 浓 ) =====CO ↑ ＋ 4NO ↑ ＋ 2H O。
3 2 2 2
c．与还原性化合物反应
硝酸可氧化HS、SO 、NaSO 、HI、Fe2＋等还原性物质。
2 2 2 3
稀硝酸与FeSO 溶液反应的离子方程式： 3Fe 2 ＋ ＋ 4H ＋ ＋ NO == =3Fe 3 ＋ ＋ NO↑ ＋ 2H O。
4 2
3．硝酸的工业制备
写出下列反应的化学方程式：
(1)氨在催化剂、加热条件下氧化为NO：4NH ＋ 5O ===== 4NO ＋ 6H O。
3 2 2
(2)NO被空气氧化为NO ：2NO＋O===2NO。
2 2 2
(3)NO 溶于水制备HNO：3NO ＋HO===2HNO ＋NO。
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4．用途硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
二.二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
1.空气中SO 和NO 的主要来源
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（1）煤、石油和某些金属矿物中含有硫或含硫化合物；
（2）汽车尾气中除含有氮氧化物外，还含有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物和颗粒等，严重污染大气，破坏环境。
2.危害
（1）SO 和NO 是主要的大气污染物，它们能直接危害人体健康，引起呼吸道疾病；
2 2
（2）溶于水形成酸雨；
（3）氮氧化物的危害
①光化学烟雾：NO 在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。
x
②酸雨：NO 排入大气中，与水反应生成HNO 和HNO，随雨雪降到地面。
x 3 2
③破坏臭氧层：NO 可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。
2
④NO与血红蛋白结合使人中毒。
3.酸雨的危害及防治措施
（1）酸雨是指 pH 〈 5.6 的雨、雾等形式的降水，主要由大气污染物中硫、氮的氧化物所致。
（2）形成原理
①硫酸型酸雨
②硝酸型酸雨
3NO ＋ H O == =2HNO ＋ NO
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（3）危害
①直接破坏农作物、草原、森林，使土壤、湖泊酸化；
②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。
（4）防治措施
a．调整能源结构，发展清洁能源；
b．研究煤的脱硫技术，改进燃烧装置和燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放；
c．加强工厂废气的回收处理；
d．改进汽车尾气的处理技术，控制汽车尾气的排放标准。
