第5讲 生活中的含氮化合物(一)——氮的氧化物和硝酸
[考纲要求] 1.知道氮气稳定的原因及用途。2.了解常见的氮的氧化物(NO、NO2)的性质及对环境的影响。3.会用硝酸的氧化性解释硝酸与金属、非金属及其他具有还原性物质反应的特点。
考点一 氮气及氮的氧化物
1.氮气
(1)氮的固定
使空气中__________的氮转化为__________的过程。
(2)氮气的性质
①物理性质
纯净的N2是一种无色无味的气体,难溶于水 ,在空气中约占总体积的______。
②化学性质
通常情况下,N2化学性质很稳定,只在高温、放电、催化剂等条件下才能发生一些化学反应。
a.与H2反应:
________________________________________________________________________。
b.与O2反应:
________________________________________________________________________。
2.氮的氧化物
氮有多种价态的氧化物:N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。
完成NO和NO2的比较表:
NO NO2
物理性质[来源:学,科,网][来源:学科网] 颜色[来源:Zxxk.Com] [来源:学+科+网Z+X+X+K][来源:Z。xx。k.Com]
毒性
溶解性
化学性质 与O2反应 2NO+O2===2NO2
与H2O反应 3NO2+H2O===2HNO3+NO
实验室制法(填化学方程式) 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
与人体、环境的关系 ①与血红蛋白结合使人中毒②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾 形成酸雨、光化学烟雾
特别提醒 (1)氮的氧化物都是大气污染物。
(2)空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。
(3)空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。
(4)NO2:既有氧化性又有还原性,以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。
1.根据氮在元素周期表中的位置可知氮元素是一种活泼的非金属,为什么氮气很稳定?
2.农谚“雷雨发庄稼”,写出雷雨时,雨水中形成稀硝酸的化学方程式。
3.相同质量的镁条分别在氧气、氮气和空气中充分燃烧,所得固体产物的质量由大到小的顺序是________________;过量的镁条分别在相同状况下相同体积的氧气、氮气和空气中充分燃烧,所得固体产物的质量由大到小的顺序是
________________________________________________________________________。
(空气中的CO2可忽略)
4.如何鉴别NO2与溴蒸气?
5.将容积为50 mL的量筒充满二氧化氮和氧气的混合气体,将量筒倒置在盛满水的水槽里,一段时间后,量筒里剩余气体体积为5 mL。则原混合气体中NO2和O2体积比可能是__________或________。
氮的氧化物的几种计算的方法
(1)NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水时,可依据3NO2+H2O===2HNO3+NO,利用气体体积的变化差值进行计算。
(2)NO2和O2的混合气体溶于水时,由反应4NO2+O2+2H2O===4HNO3进行计算。
①当V(NO2)∶V(O2)=4∶1时,恰好完全反应,无气体剩余。
②当V(NO2)∶V(O2)>4∶1时,NO2过量,剩余气体为NO。
③当V(NO2)∶V(O2)<4∶1时,O2过量,剩余气体为O2。
(3)NO和O2的混合气体溶于水时,由反应4NO+3O2+2H2O===4HNO3进行计算。
①当V(NO)∶V(O2)=4∶3时,恰好完全反应。
②当V(NO)∶V(O2)>4∶3时,剩余气体为NO。
③当V(NO)∶V(O2)<4∶3时,剩余气体为O2。
(4)NO、NO2、O2三种混合气体同时通入水中,可先按反应3NO2+H2O===2HNO3+NO求出NO2与水反应生成NO的体积,再加上原混合气体中NO的体积,得NO的总体积,再按反应4NO+3O2+2H2O===4HNO3进行计算。
(5)通常“纯净”的NO2或N2O4并不纯,因为在常温常压下它们存在着一个平衡:2NO2N2O4,在涉及NO2气体颜色变化、压强、密度、相对分子质量等问题时,要考虑此可逆反应的存在。
考点二 硝酸
1.物理性质
色味态:______________________;挥发性:____挥发;水溶性:________________;发烟硝酸: