高三复习专题讲座－元素及其化合物(1)
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高三复习专题讲座
——氮及其化合物
1、 本讲教学进度及主要内容
第三部分 元素及其化合物
第3章 氮族元素
主要内容：
1．掌握N元素的知识网络结构
2．掌握单质磷、N2、NH3、NH4+、HNO3等重要物质的性质或检验
3．掌握主要铵盐的分解规律、硝酸的反应规律
二、学习指导
（1） 含氮物质间相互转化
NH4Cl NH3 N2 NO NO2 HNO3
NH4+ +OH— NH3·H2O Mg3N2 N2O4 NaNO3
注意：在上面转化中有3个典型的可逆反应
（1）NH3溶于水存在着下列平衡：
NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH—
由此可分析氨水的成分。
分子：NH3、NH3·H2O、H2O
氨水
离子：NH4+、OH—、H+（极少量）
比一比：①氨水和氯水中所含的微粒种类谁多？
②铵盐与碱溶液的反应与之有何不同？
提示：②NH4+与OH—在溶液中不能大量共存，所发生的反应程度较大，一般用“===”表示，但要注意反应条件是否加热影响产物的形式。
NH4++OH—====NH3·H2O （常温）
NH4++OH— NH3↑+H2O （加热）
（2）用N2和H2合成氨反应是典型可逆反应
N2+3H2 NH3
而NH3转变成N2未必一定要通过此可逆反应,可通过其它反应获得,如
①2NH3+3O2 2N2+6H2O
②2NH3+3CuO Cu+N2+3H2O
利用反应②测定水的质量和产生N2的体积（换算成物质的量）可测定氨气的组成
（3）NO2与N2O4的转化：
2NO2 N2O4
由于常温常压下即能发生此反应，故不可能有纯净的NO2或N2O4。通常实验测得的NO2的摩尔质量大于理论值，也是因为NO2中混有N2O4，若将此混合气体中通入足量NaOH溶液中，随着NO2被NaOH吸收，平衡将逆移，N2O4又将转变成NO2与NaOH作用，处理时可将1molN2O4当成2mol NO2计算。
该可逆反应有一定的隐敝性，通常考查方式为确定气体密度、压强、相对分子质量、体积等。在讨论温度或压强改变时，NO2气体的颜色变化问题，一定要考虑该平衡的移动。
另外，要注意NO、NO2、N2O4的性质及转化。
NO NO2 N2O4
颜色 无色 红棕色 无色
毒性 有 有 有
水溶性 难 反应 随NO2与H2O反应，平衡不断移动
与O2是否共存 否 能 能
相互转化①NO NO2 ②2NO2 N2O4（典型的可逆反应）
一般认为①正、反两方向的反应均为完全的。
（二）典型物质的结构、性质、用途、制取等内在关系
1．氮气
非极性分子 N≡N 叁键键能大
分子晶体
↓
物 性
↓
难溶于水 :N::N:
熔沸点很低
无色无气味 N2
气体
2．氨的结构和性质
分子式 电子式 结构式
表示式 NH H H
特点 －3价为N最低价 有孤对电子 极性分子与H2O形成氢键
性质 有还原性 与H+等形成配位 极易溶于水（1:700）
反应： 4NH3+5O2 4NO+6H2O4NH3+3O2 2N2+6H2O2NH3+3Cl2=N2+6HCl NH3+H+=NH4+NH3+HCl=NH 4Cl NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH—
思考：在HCl的苯溶液中，通入NH3常有白色沉淀。为什么？
提示：HCl+NH3===NH4Cl ， NH4Cl属离子化合物，在苯这种非极性溶剂中溶解性远小于水中。
3．硝酸
注意：NO3—与Fe2+（或S2—、I—）能共存，但当溶液中含有H+（浓度较大）时，则这些离子因发生氧化还原反应而不能大量共存。
（三）重要规律
1．关于Cu与浓、稀HNO3反应的规律
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO2(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
将amolCu与一定量(bmol)浓HNO3恰好完全反应，随着HNO3浓度逐渐降低，反应放出的气体中含有NO2（不考虑N2O4）、NO。
则放出气体总物质的量为：
n(g)=n(NO)+n(NO2)
=(b－2a)mol
原理：根据N原子守恒
被还原HNO3→转变成NO、NO2
未被还原HNO3→转变成Cu(NO3)2
Cu ～ Cu(NO3)2 ～ 2NO3— ～ 2HNO3（未还原）
amol 2amol
2．关于Fe与浓、稀HNO3反应情况
（1）钝化：Fe 致密氧化膜 膜被破化
思考：下述“敲铁成铜”的原因是什么？
钝化铁片 无现象 红色Cu析出
（2）Fe Fe3+
若HNO3不足量，不论浓、稀，则生成Fe2+，不能误认为Fe遇浓HNO3反应生成Fe3+，而与稀HNO3反应生成Fe2+。其实不论浓、稀HNO3，它们均能将Fe氧化成Fe3+，若Fe过量 ，则又将Fe3+还原为Fe2+。即由Fe与HNO3的物质的量相对多少来决定生成Fe3+还是Fe2+。
（3）若amolFe投入到含bmolHNO3的稀硝酸中恰好反应，假设生成的还原产物均为NO，求所得气体的物质的量。
可能发生的化学反应有2个。
①3Fe+8HNO3===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
②Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
是否有必要讨论随着值不用，反应发生的情况？结论是不必。
分析上述2个反应，不难发现有共同特征
4HNO3（反应） ～ NO
4mol 1mol
bmol mol
即反应所得气体是HNO3总消耗量的1/4。
3．关于铵盐的分解规律
共性：铵盐不稳定，加热易分解
区别：①对应酸的稳定性、挥发性、氧化性不同，可影响产物的种类
②某些铵盐受热温度不同，产物可能不同。
常见的可分为以下几类：
（1）稳定且易挥发酸成的铵盐 NH3↑+酸的挥发物
如 NH4Cl NH3↑+HCl↑
NH4Cl
思考：①能用NH4Cl分解制NH3吗？
②NH4X与NH4Cl都类同吗？
③NaCl固体中含NH4Cl如何用简便方法除去？
提示：②NH4I受热时会有紫红色气体产生，是由于HI不稳定受热也分解。
（2）稳定难挥发酸成的铵盐 NH3↑+酸
如(NH4)SO4 2NH3↑+H2SO4
（3）不稳定且无强氧化性酸成的铵 NH3↑+酸的分解产物
如(NH4)2CO3 2NH3↑+H2O+CO2↑
NH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2↑
NH4I NH3↑+I2↑+H2↑
(有色)
（4）由不稳定且有强氧化性酸（HNO3）成的盐
一般发生氧化还原反应
NH4N O3 温度不同，产物不同
低温，可得NH3+HNO3
如:5NH4NO3 2HNO3+4N2↑+9H2O
2NH4NO3 2N2↑+O2↑+4H2O+Cl
易爆物 注意妥善保存，勿研磨、撞击.!
（四）六种物质的检验
物质 试剂及主要现象 反应原理
NH3 湿红石蕊试纸 变蓝 NH3+H2O NH3·H2O NH4+ +OH—
浓盐酸 白烟 NH3+HCl==NH4Cl
NH NaOH(△) 有气体放出 NH+OH— NH3↑+H2O
NO 氧气 无色变红棕色 2NO+O2==2NO2
NO2 AgNO3溶液 无沉淀 3NO2+H2O==2HNO 3+NO
NO 铜片、浓H2SO4（共热） 有红棕色气体 3NO+2H2SO4(浓)+Cu Cu2++2NO2↑+2SO+2H2O
PO AgNO3 +HNO3（稀） 先产生黄色沉淀后又消失 3Ag++PO==Ag3PO4↓Ag3PO4+3H+==3Ag++H3PO4
（五）比较白磷和红磷
白（黄磷） 红（赤）磷
组成 P4 Px(x＞4)
结构 结构更复杂
颜色 淡黄 暗红
状态 蜡状、质脆、固体 粉末状固体
气味 大蒜般的臭味 无臭
水溶性 不溶 不溶
CS2中溶解性 易溶 不溶
着火点 40℃(易自燃) 240℃
毒性 剧毒 无毒
用途 用于制高纯度H3PO4、制烟幕弹和燃烧弹 用于制农药及安全火柴
相互转变 白磷 红磷
保存 水封密闭 密封
（六）比较重要物质的制法（反应原理）
物质 实验室制法 工业制法
NH3 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O N2+3H2 2NH3
NO 3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 4NH3+5O2 4NO+6H2
NO2 Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 2NO+O2==2NO2
HNO3 NaNO3+H2SO4(浓) NaHSO4+HNO3↑ NH3→NO→NO2→HNO3
注意
1．NH3的干燥剂选用
①氨是碱性气体（有水），故不能用酸性干燥剂，如浓H2SO4、P2O5等
②氨与CaCl2反应生成CaCl2·8NH3,故也不能用无水CaCl2
③氨只能用碱性干燥剂如碱石灰
三、典型例析
例1．1.92gCu投入到一定量浓HNO3中，铜完全溶解，生成的气休颜色由深变成浅（不考虑2NO2 N2O4），共收集到672mL气体（标况），通入一定体积的O2恰好使气体完全溶于水，求通入O2的体积（标况）。
解析：该题若按常规方法做还相当复杂，我们可换一种视角去观察，不追究具体过程，只关注起始和终了的状态。
HNO3 NO2、NO
O 2
HNO3总结果消耗，根据电子守恒得
Cu失电子数==O2得电子数
×2=×4
v=336(mL)
答：应通入O2336 mL
例2．加热硝酸铜结晶水合物和硝酸银的混和物1102克，使之完全分解，得到固体残渣48.4克。将反应产生的气体通过水充分吸收后，剩余气体为1.68升（S.T.P），求原混合物中硝酸铜结晶水合物的分子式。
已知：Cu(NO3)2和AgNO3受热分解的反应式为：
2Cu(NO3)2 2CuO+4NO2↑+O2↑
2AgNO3 2Ag+2NO2↑+O2↑
解析：4NO2+O2+2H2O==4HNO3
而Cu(NO3)2分解产生的NO2和O2的体积比为4 ：1，被水完全吸收。AgNO3分解出的气体经与水反应后剩余1.68升。
设原混和物中Cu(NO3)2含x摩，AgNO3含y摩.则：
80·x+108·y=48.4
y·=
解之得x=0.2（摩）=0.3(摩)
设硝酸铜晶体为Cu(NO3)2·xH2O
Cu(NO3)2·xH2O ～ Cu(NO3)2
188+18x 1
110.2－0.3×170 0.2
=
答：硝酸铜晶体的分子式为Cu(NO3)2·6H2O
例3．下图表示的反应关系中，部分产物被略去，已知X为1mol固体，A、B、C各是1mol无色气体，B在常温下为液态，D、E、F为气态，G为液态，试推断各物质的化学式：
X________，A________，B________，C________，D________，E________，F________，G________，
解析：由于X既能与HCl又能与NaOH反应产生气体，且加热到200℃即可分解，说明X应为弱酸的铵盐，对应是何种弱酸？是酸式盐还是正盐？这需要进一步分析。
由于A(g)与Na2O2反应且有气体D生成，故可推得A应为CO2而不是SO2，否则由于发生反应：
SO2+Na2O2===Na2SO4
而无气体生成。
另外1molx固体，生成A、B、C各为1mol，说明它为NH4HCO3而不是(NH4)2CO3。
NH4HCO3 NH3↑+CO2↑+H2O
(NH4)2CO3 2NH3↑+CO2↑+H2O
再综合整个框图信息可知：
X—NH4HCO3，A—CO2， B—H2O，C—NH3 ， D—O2，E—NO，F—NO2，G—HNO3
巩 固 练 习
（一）选择题
1．常温时能溶于浓HNO3的单质是（ ）
A．Al B．Fe C．Cu D．C
2．下列反应中HNO3既表现出酸性，又表现出强氧化性的是（ ）
A．Fe2O3+HNO3 B．Ca(OH)2+HNO3
C．C+HNO3 D．FeO+HNO3
3．下列制取物质的方法合适的是（ ）
A．硝酸和FeS反应制H2S B．硝酸和Cu(OH) 2反应制Cu(NO3)2
C．硝酸和Na2SO4反应制H2SO4 D．硝酸和KF反应制F2
4．下列对硝酸的认识不正确的是（ ）
A．打开浓硝酸的瓶盖会产生棕色的烟
B．锌跟稀硝酸的反应是置换反应
C．常用硝酸来制作炸药、化肥
D．稀硝酸也是一种强氧化性酸
5．氢化铵（NH4H）与NH4Cl结构相似，NH4H和水反应有H2生成，下列叙述不正确的是（ ）
A．NH4H溶于水时，NH4H是氧化剂 B．NH4H溶于水后所形成的溶液显酸性
C．NH4H为离子化合物 D．NH4H固体溶于水有两种气体生成
6．下列分子或离子的结构属于正四面体的是（ ）
A．氨分子 B．铵根离子 C．白磷分子 D．红磷
7．从液态空气中分离出来的稀有气体，常含有少量氮气和氧气，为了除去氮气和氧气，可把气体通过（ ）。
A．灼热的镁条 B．灼热的铜丝
C．浓H2ASO4 D．一氧化氮
8．下列过程属于人工固氮的是（ ）
A．分离液态空气制氮气 B．闪电时N2转化为NO
C．合成氨 D．豆科作物根瘤菌将N2转化为化合态氮
9．下列用途中，应用了氮气不活泼性质的是（ ）。
A．金属焊接时保护气，和氩气混合充填灯泡 B．用于合成氨气
C．工业上以氮气为原料之一制硝酸 D．保护粮食和水果
10．38.4mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4mL（标准状况下），反应消耗的HNO3的物质的量可能是（ ）
A．1.0×10—3mol B．1.6×10—3mol C．2.2×10—3mol D．2.4×10—3mol
11．相同湿度和压强的条件下，在体积相同的三个烧瓶中分别盛有NH3、HCl、NO2气体，并分别倒立在水槽里，充分溶解后，烧瓶内三种溶液的物质的量浓度之比为（设烧瓶中溶液未扩散到水槽里）（面 ）
A．1 ：1 ：1 B．2 ：2 ：3 C．3：3 ：2 D．2 ：2 ：1
12．下列各组气体①NO2+NO、②NO2+O2、③NH3+N2、④NO+N2等体积混合，分别通入体积相同的试管并立即倒立在足量的水中，试管内水面上升的高度分别为h1、h2、h3、h4。下列高度关系判断正确的是（ ）
A．h2＞h3＞h1＞h4 B．h3＞h2＞h1＞h4 C．h1=h2=h3=h4 D．h1＞h2＞h3＞h4
13．下列各组中的两种物质，能直接相互转变的是（ ）
A．NH3、NO B．O2、F2 C．NO、NO2 D．H2S、SO2
14．铜与1mol/L的硝酸反应，如果NO浓度下降0.2mol/L，则溶液中[H+]同时下降（ ）
A．0.2mol/L B．0.4mol/L C．0.6mol/L D．0.8mol/L
15．25.6mgCu与含有1.4×10—3molHNO3的浓硝酸恰好完全反应，反应完全后收集到的气体在标准状况下的体积为（ ）
A．7.84mL B．13.44mL C．15.68mL D．17.92mL
16．常温下，将等物质的量铜片、铁片、铝片和银片分别置于四个小烧杯中，然后各加入足量的浓硝酸，放出NO2气体的体积最多的是（ ）
A．铜片 B．铁片 C．铝片 D．银片
17．甲、乙、丙、丁在常温下为四种气体，它们都是大气污染物。已知：甲的水溶液是一种无氧酸；乙是形成酸雨的主要物质；丙可与甲发生氧化还原反应；丁能与血红蛋白作用而使人体中毒，则甲、乙、丙、丁依次可能为（ ）
A．HBr、SO2、Cl2、CO B．H2S、SO3、Cl2、NO
C．H2S、SO2、Cl2、NO D．HCl、NO2、Cl2、NO
（二）填空
18．有下列6种物质：①钠 ②白磷 ③苛性钠溶液 ④硝酸银溶液 ⑤浓硝酸 ⑥浓氨水。其中应保存在棕色瓶中的是___________，应保存在煤油中的是___________，应保存在水中的是__________，应保存在胶塞的试剂瓶中的是__________。
19． 下列关系图中，A是一种正盐，D的相对分子质量比C的相对分子质量大16，E是酸，当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系（其他产物及反应所需条件均已删去）。
A B C D E
回答下列问题：
（1）A是__________，Y是__________，Z是_____________。
（2）当X是强酸时，A、B、C、D、E均含有同一种元素，E是_______________。
（3）当X是强碱时，A、B、C、D、E均含有同一种元素，E是_______________。
（4）写出X在两种情况下，B→C的化学方程式_____________________________，
________________________________。
（5）当X是强碱时，写出E的稀溶液与铜片发生反应的离子方程式：________________。
20．用下图装置制取和收集气体。根据装置分析后填下表（可不填满）：
编号 A中的固体物质 B中的溶液 C中的气体
（1）
（2）
（3）
21．向一试管中用排空气法充入一定量气体后进
行如右图的实验：
（1）向度管中充入的气体是_________（填化学
式），理由是__________，滴入的指示剂是___
____________。
22．现有下列实验过程
（1）W的化学式是_____________________。
（2）应用上述途径制取Y气体，选择下列合适的发生装置___________（填标号）
（3）若用右上图装置收集气体X和Y，则进气管口合理的应是（填管口字母，下同）_______ ；若是收集气体Z，则进气管口合理的应是_________。
（4）用（3）中的装置以及量筒、导管和水等来粗略测定Y气体的体积，则进气管口合理的应是______________。若Y气体中混有少量的X气体，则对Y体积的测量结果有无影响？并说明理由______________________________________。
（5）若实验室制取气体X不用题（2）中所选的发生装置，请选出其它方法所用试剂（只举一例）：__________________________________________。
（三）计算
23．取一根镁条置于坩埚内点燃，得到氧化镁和氮化镁混合物的总质量为0.470g。冷却后加入足量水，将反应产物加热蒸干并灼烧，得到的氧化镁质量为0.486g。
（1）写出氮化镁与水发生水解反应的方程式
（2）计算燃烧所得混合物中氮化镁的质量分数。
参 考 答 案
（一）1．C 2．D 3．B 4．A、B 5．A、B 6．B、C 7．A 8．C 9．AD
10．C 11．A 12．A 13．C 14．D 15．B 16．A 17．A、C
（二）18．④⑤，①，②，③
19．(1)(NH4)2S，O2，H2O
（2）H2SO4 （3）HNO3
（4）2H2S+O2 S+2H2O
4NH3+5O2 4NO+6H2O
（5）3Cu+8H++2NO3—===3Cu2++2NO↑+4H2O
20．（1）Na2SO3固体、较浓H2SO4，SO2 （2）Cu ，浓HNO3， NO2
（3）KMnO4固体，浓HCl，Cl2
21．（1）NH3，)＜ ，酚酞
22．（1）CH3COONH4，（2）A （3）a，b （4）a，无影响，因 NH3极易溶于水
（5）浓氨水和固体NaOH
（三）23．（1）Mg3N2+6H2O==3Mg(OH)2↓+NH3↑
（2）设混合物中Mg3N2的质量分数为x
Mg3N2 ～ 3MgO ～△m
100g 120g 20g
0.470g·x (0.486－0.470)g
= x=0.17
答：Mg3N2的质量分数为17%
①浓酸、Cu
△
Ca(OH) 2△
HCl
H2、高温、高压
催化剂
O2
放电
O2
H2O
H2O
②见光或△
③浓酸、C
NaOH
参
与
有
机反 应
△H2SO4
Mg
点
燃
H2O
H2O
硝基苯
三硝基甲苯
硝酸乙酯
硝化甘油
硝化纤维
O2、催化剂、△
稀酸、Cu
△
高温高压
催化剂
点燃
△
O2
H2O或SO2
化性
用途
常 温：很难反应(作保护气)
高 温：但能反应(制NH3、HNO3)
(或放电)
氧化性
N2+3H2 2NH3
高温、高压
催化剂
3Mg+N2 Mg3N2
点燃
N2+O2 2NO
点燃
还原性
固
定
氮的化合态
H:N:H
H
‥
cat
△
点燃
无色
有刺激性
易挥发
任意比
溶于水
酸性
不稳定性
HNO3=H++NO3—
4HNO3 4NO2+O2↑+2H2O
△
或光
久置
黄
HNO3
存放：
棕色瓶、冷暗处、密封
氧化性
浓
CO2、SO2、H3PO4
C、S、P
△
Fe、Al
冷
一般金属
钝化
M(NO3)n(高价)+NO2
M(NO3)n(高价)+NO2
M(NO3)2+N2O或N2或NH4+
一般金属
较活泼金属
Zn、Mg等
I2
I—
S2—
Fe2+
或Fe(OH)2
S
Fe3+
+NO
王水
溶解Pt、Au
HNO3
物性
化性
稀
消耗HNO3(总)
常 温
浓HNO3
加热
钝化
继续反应
应用
用Fe或Al制容器运装浓HNO3
CuSO4溶液
敲击铁片
浓HNO3(足量)
或稀HNO3(足量)
△
△
冷
△
△
===
△
△
△
△
190℃
500℃
或撞击
(爆炸性分解反应)
△
△
P
P
P
P
260℃
416℃升华、冷凝
均要隔绝空气
△
高温高压
催化剂
△
微热
Cu
△
△
△
△
Y
XXC
Y
Z
点燃
催化剂
△
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高三复习专题讲座
——氮及其化合物
1、 本讲教学进度及主要内容
第三部分 元素及其化合物
第3章 氮族元素
主要内容：
1．掌握N元素的知识网络结构
2．掌握单质磷、N2、NH3、NH4+、HNO3等重要物质的性质或检验
3．掌握主要铵盐的分解规律、硝酸的反应规律
二、学习指导
（1） 含氮物质间相互转化
NH4Cl NH3 N2 NO NO2 HNO3
NH4+ +OH— NH3·H2O Mg3N2 N2O4 NaNO3
注意：在上面转化中有3个典型的可逆反应
（1）NH3溶于水存在着下列平衡：
NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH—
由此可分析氨水的成分。
分子：NH3、NH3·H2O、H2O
氨水
离子：NH4+、OH—、H+（极少量）
比一比：①氨水和氯水中所含的微粒种类谁多？
②铵盐与碱溶液的反应与之有何不同？
提示：②NH4+与OH—在溶液中不能大量共存，所发生的反应程度较大，一般用“===”表示，但要注意反应条件是否加热影响产物的形式。
NH4++OH—====NH3·H2O （常温）
NH4++OH— NH3↑+H2O （加热）
（2）用N2和H2合成氨反应是典型可逆反应
N2+3H2 NH3
而NH3转变成N2未必一定要通过此可逆反应,可通过其它反应获得,如
①2NH3+3O2 2N2+6H2O
②2NH3+3CuO Cu+N2+3H2O
利用反应②测定水的质量和产生N2的体积（换算成物质的量）可测定氨气的组成
（3）NO2与N2O4的转化：
2NO2 N2O4
由于常温常压下即能发生此反应，故不可能有纯净的NO2或N2O4。通常实验测得的NO2的摩尔质量大于理论值，也是因为NO2中混有N2O4，若将此混合气体中通入足量NaOH溶液中，随着NO2被NaOH吸收，平衡将逆移，N2O4又将转变成NO2与NaOH作用，处理时可将1molN2O4当成2mol NO2计算。
该可逆反应有一定的隐敝性，通常考查方式为确定气体密度、压强、相对分子质量、体积等。在讨论温度或压强改变时，NO2气体的颜色变化问题，一定要考虑该平衡的移动。
另外，要注意NO、NO2、N2O4的性质及转化。
NO NO2 N2O4
颜色 无色 红棕色 无色
毒性 有 有 有
水溶性 难 反应 随NO2与H2O反应，平衡不断移动
与O2是否共存 否 能 能
相互转化①NO NO2 ②2NO2 N2O4（典型的可逆反应）
一般认为①正、反两方向的反应均为完全的。
（二）典型物质的结构、性质、用途、制取等内在关系
1．氮气
非极性分子 N≡N 叁键键能大
分子晶体
↓
物 性
↓
难溶于水 :N::N:
熔沸点很低
无色无气味 N2
气体
2．氨的结构和性质
分子式 电子式 结构式
表示式 NH H H
特点 －3价为N最低价 有孤对电子 极性分子与H2O形成氢键
性质 有还原性 与H+等形成配位 极易溶于水（1:700）
反应： 4NH3+5O2 4NO+6H2O4NH3+3O2 2N2+6H2O2NH3+3Cl2=N2+6HCl NH3+H+=NH4+NH3+HCl=NH 4Cl NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH—
思考：在HCl的苯溶液中，通入NH3常有白色沉淀。为什么？
提示：HCl+NH3===NH4Cl ， NH4Cl属离子化合物，在苯这种非极性溶剂中溶解性远小于水中。
3．硝酸
注意：NO3—与Fe2+（或S2—、I—）能共存，但当溶液中含有H+（浓度较大）时，则这些离子因发生氧化还原反应而不能大量共存。
（三）重要规律
1．关于Cu与浓、稀HNO3反应的规律
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO2(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
将amolCu与一定量(bmol)浓HNO3恰好完全反应，随着HNO3浓度逐渐降低，反应放出的气体中含有NO2（不考虑N2O4）、NO。
则放出气体总物质的量为：
n(g)=n(NO)+n(NO2)
=(b－2a)mol
原理：根据N原子守恒
被还原HNO3→转变成NO、NO2
未被还原HNO3→转变成Cu(NO3)2
Cu ～ Cu(NO3)2 ～ 2NO3— ～ 2HNO3（未还原）
amol 2amol
2．关于Fe与浓、稀HNO3反应情况
（1）钝化：Fe 致密氧化膜 膜被破化
思考：下述“敲铁成铜”的原因是什么？
钝化铁片 无现象 红色Cu析出
（2）Fe Fe3+
若HNO3不足量，不论浓、稀，则生成Fe2+，不能误认为Fe遇浓HNO3反应生成Fe3+，而与稀HNO3反应生成Fe2+。其实不论浓、稀HNO3，它们均能将Fe氧化成Fe3+，若Fe过量 ，则又将Fe3+还原为Fe2+。即由Fe与HNO3的物质的量相对多少来决定生成Fe3+还是Fe2+。
（3）若amolFe投入到含bmolHNO3的稀硝酸中恰好反应，假设生成的还原产物均为NO，求所得气体的物质的量。
可能发生的化学反应有2个。
①3Fe+8HNO3===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
②Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
是否有必要讨论随着值不用，反应发生的情况？结论是不必。
分析上述2个反应，不难发现有共同特征
4HNO3（反应） ～ NO
4mol 1mol
bmol mol
即反应所得气体是HNO3总消耗量的1/4。
3．关于铵盐的分解规律
共性：铵盐不稳定，加热易分解
区别：①对应酸的稳定性、挥发性、氧化性不同，可影响产物的种类
②某些铵盐受热温度不同，产物可能不同。
常见的可分为以下几类：
（1）稳定且易挥发酸成的铵盐 NH3↑+酸的挥发物
如 NH4Cl NH3↑+HCl↑
NH4Cl
思考：①能用NH4Cl分解制NH3吗？
②NH4X与NH4Cl都类同吗？
③NaCl固体中含NH4Cl如何用简便方法除去？
提示：②NH4I受热时会有紫红色气体产生，是由于HI不稳定受热也分解。
（2）稳定难挥发酸成的铵盐 NH3↑+酸
如(NH4)SO4 2NH3↑+H2SO4
（3）不稳定且无强氧化性酸成的铵 NH3↑+酸的分解产物
如(NH4)2CO3 2NH3↑+H2O+CO2↑
NH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2↑
NH4I NH3↑+I2↑+H2↑
(有色)
（4）由不稳定且有强氧化性酸（HNO3）成的盐
一般发生氧化还原反应
NH4N O3 温度不同，产物不同
低温，可得NH3+HNO3
如:5NH4NO3 2HNO3+4N2↑+9H2O
2NH4NO3 2N2↑+O2↑+4H2O+Cl
易爆物 注意妥善保存，勿研磨、撞击.!
（四）六种物质的检验
物质 试剂及主要现象 反应原理
NH3 湿红石蕊试纸 变蓝 NH3+H2O NH3·H2O NH4+ +OH—
浓盐酸 白烟 NH3+HCl==NH4Cl
NH NaOH(△) 有气体放出 NH+OH— NH3↑+H2O
NO 氧气 无色变红棕色 2NO+O2==2NO2
NO2 AgNO3溶液 无沉淀 3NO2+H2O==2HNO 3+NO
NO 铜片、浓H2SO4（共热） 有红棕色气体 3NO+2H2SO4(浓)+Cu Cu2++2NO2↑+2SO+2H2O
PO AgNO3 +HNO3（稀） 先产生黄色沉淀后又消失 3Ag++PO==Ag3PO4↓Ag3PO4+3H+==3Ag++H3PO4
（五）比较白磷和红磷
白（黄磷） 红（赤）磷
组成 P4 Px(x＞4)
结构 结构更复杂
颜色 淡黄 暗红
状态 蜡状、质脆、固体 粉末状固体
气味 大蒜般的臭味 无臭
水溶性 不溶 不溶
CS2中溶解性 易溶 不溶
着火点 40℃(易自燃) 240℃
毒性 剧毒 无毒
用途 用于制高纯度H3PO4、制烟幕弹和燃烧弹 用于制农药及安全火柴
相互转变 白磷 红磷
保存 水封密闭 密封
（六）比较重要物质的制法（反应原理）
物质 实验室制法 工业制法
NH3 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O N2+3H2 2NH3
NO 3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 4NH3+5O2 4NO+6H2
NO2 Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 2NO+O2==2NO2
HNO3 NaNO3+H2SO4(浓) NaHSO4+HNO3↑ NH3→NO→NO2→HNO3
注意
1．NH3的干燥剂选用
①氨是碱性气体（有水），故不能用酸性干燥剂，如浓H2SO4、P2O5等
②氨与CaCl2反应生成CaCl2·8NH3,故也不能用无水CaCl2
③氨只能用碱性干燥剂如碱石灰
三、典型例析
例1．1.92gCu投入到一定量浓HNO3中，铜完全溶解，生成的气休颜色由深变成浅（不考虑2NO2 N2O4），共收集到672mL气体（标况），通入一定体积的O2恰好使气体完全溶于水，求通入O2的体积（标况）。
解析：该题若按常规方法做还相当复杂，我们可换一种视角去观察，不追究具体过程，只关注起始和终了的状态。
HNO3 NO2、NO
O 2
HNO3总结果消耗，根据电子守恒得
Cu失电子数==O2得电子数
×2=×4
v=336(mL)
答：应通入O2336 mL
例2．加热硝酸铜结晶水合物和硝酸银的混和物1102克，使之完全分解，得到固体残渣48.4克。将反应产生的气体通过水充分吸收后，剩余气体为1.68升（S.T.P），求原混合物中硝酸铜结晶水合物的分子式。
已知：Cu(NO3)2和AgNO3受热分解的反应式为：
2Cu(NO3)2 2CuO+4NO2↑+O2↑
2AgNO3 2Ag+2NO2↑+O2↑
解析：4NO2+O2+2H2O==4HNO3
而Cu(NO3)2分解产生的NO2和O2的体积比为4 ：1，被水完全吸收。AgNO3分解出的气体经与水反应后剩余1.68升。
设原混和物中Cu(NO3)2含x摩，AgNO3含y摩.则：
80·x+108·y=48.4
y·=
解之得x=0.2（摩）=0.3(摩)
设硝酸铜晶体为Cu(NO3)2·xH2O
Cu(NO3)2·xH2O ～ Cu(NO3)2
188+18x 1
110.2－0.3×170 0.2
=
答：硝酸铜晶体的分子式为Cu(NO3)2·6H2O
例3．下图表示的反应关系中，部分产物被略去，已知X为1mol固体，A、B、C各是1mol无色气体，B在常温下为液态，D、E、F为气态，G为液态，试推断各物质的化学式：
X________，A________，B________，C________，D________，E________，F________，G________，
解析：由于X既能与HCl又能与NaOH反应产生气体，且加热到200℃即可分解，说明X应为弱酸的铵盐，对应是何种弱酸？是酸式盐还是正盐？这需要进一步分析。
由于A(g)与Na2O2反应且有气体D生成，故可推得A应为CO2而不是SO2，否则由于发生反应：
SO2+Na2O2===Na2SO4
而无气体生成。
另外1molx固体，生成A、B、C各为1mol，说明它为NH4HCO3而不是(NH4)2CO3。
NH4HCO3 NH3↑+CO2↑+H2O
(NH4)2CO3 2NH3↑+CO2↑+H2O
再综合整个框图信息可知：
X—NH4HCO3，A—CO2， B—H2O，C—NH3 ， D—O2，E—NO，F—NO2，G—HNO3
巩 固 练 习
（一）选择题
1．常温时能溶于浓HNO3的单质是（ ）
A．Al B．Fe C．Cu D．C
2．下列反应中HNO3既表现出酸性，又表现出强氧化性的是（ ）
A．Fe2O3+HNO3 B．Ca(OH)2+HNO3
C．C+HNO3 D．FeO+HNO3
3．下列制取物质的方法合适的是（ ）
A．硝酸和FeS反应制H2S B．硝酸和Cu(OH) 2反应制Cu(NO3)2
C．硝酸和Na2SO4反应制H2SO4 D．硝酸和KF反应制F2
4．下列对硝酸的认识不正确的是（ ）
A．打开浓硝酸的瓶盖会产生棕色的烟
B．锌跟稀硝酸的反应是置换反应
C．常用硝酸来制作炸药、化肥
D．稀硝酸也是一种强氧化性酸
5．氢化铵（NH4H）与NH4Cl结构相似，NH4H和水反应有H2生成，下列叙述不正确的是（ ）
A．NH4H溶于水时，NH4H是氧化剂 B．NH4H溶于水后所形成的溶液显酸性
C．NH4H为离子化合物 D．NH4H固体溶于水有两种气体生成
6．下列分子或离子的结构属于正四面体的是（ ）
A．氨分子 B．铵根离子 C．白磷分子 D．红磷
7．从液态空气中分离出来的稀有气体，常含有少量氮气和氧气，为了除去氮气和氧气，可把气体通过（ ）。
A．灼热的镁条 B．灼热的铜丝
C．浓H2ASO4 D．一氧化氮
8．下列过程属于人工固氮的是（ ）
A．分离液态空气制氮气 B．闪电时N2转化为NO
C．合成氨 D．豆科作物根瘤菌将N2转化为化合态氮
9．下列用途中，应用了氮气不活泼性质的是（ ）。
A．金属焊接时保护气，和氩气混合充填灯泡 B．用于合成氨气
C．工业上以氮气为原料之一制硝酸 D．保护粮食和水果
10．38.4mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4mL（标准状况下），反应消耗的HNO3的物质的量可能是（ ）
A．1.0×10—3mol B．1.6×10—3mol C．2.2×10—3mol D．2.4×10—3mol
11．相同湿度和压强的条件下，在体积相同的三个烧瓶中分别盛有NH3、HCl、NO2气体，并分别倒立在水槽里，充分溶解后，烧瓶内三种溶液的物质的量浓度之比为（设烧瓶中溶液未扩散到水槽里）（面 ）
A．1 ：1 ：1 B．2 ：2 ：3 C．3：3 ：2 D．2 ：2 ：1
12．下列各组气体①NO2+NO、②NO2+O2、③NH3+N2、④NO+N2等体积混合，分别通入体积相同的试管并立即倒立在足量的水中，试管内水面上升的高度分别为h1、h2、h3、h4。下列高度关系判断正确的是（ ）
A．h2＞h3＞h1＞h4 B．h3＞h2＞h1＞h4 C．h1=h2=h3=h4 D．h1＞h2＞h3＞h4
13．下列各组中的两种物质，能直接相互转变的是（ ）
A．NH3、NO B．O2、F2 C．NO、NO2 D．H2S、SO2
14．铜与1mol/L的硝酸反应，如果NO浓度下降0.2mol/L，则溶液中[H+]同时下降（ ）
A．0.2mol/L B．0.4mol/L C．0.6mol/L D．0.8mol/L
15．25.6mgCu与含有1.4×10—3molHNO3的浓硝酸恰好完全反应，反应完全后收集到的气体在标准状况下的体积为（ ）
A．7.84mL B．13.44mL C．15.68mL D．17.92mL
16．常温下，将等物质的量铜片、铁片、铝片和银片分别置于四个小烧杯中，然后各加入足量的浓硝酸，放出NO2气体的体积最多的是（ ）
A．铜片 B．铁片 C．铝片 D．银片
17．甲、乙、丙、丁在常温下为四种气体，它们都是大气污染物。已知：甲的水溶液是一种无氧酸；乙是形成酸雨的主要物质；丙可与甲发生氧化还原反应；丁能与血红蛋白作用而使人体中毒，则甲、乙、丙、丁依次可能为（ ）
A．HBr、SO2、Cl2、CO B．H2S、SO3、Cl2、NO
C．H2S、SO2、Cl2、NO D．HCl、NO2、Cl2、NO
（二）填空
18．有下列6种物质：①钠 ②白磷 ③苛性钠溶液 ④硝酸银溶液 ⑤浓硝酸 ⑥浓氨水。其中应保存在棕色瓶中的是___________，应保存在煤油中的是___________，应保存在水中的是__________，应保存在胶塞的试剂瓶中的是__________。
19． 下列关系图中，A是一种正盐，D的相对分子质量比C的相对分子质量大16，E是酸，当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系（其他产物及反应所需条件均已删去）。
A B C D E
回答下列问题：
（1）A是__________，Y是__________，Z是_____________。
（2）当X是强酸时，A、B、C、D、E均含有同一种元素，E是_______________。
（3）当X是强碱时，A、B、C、D、E均含有同一种元素，E是_______________。
（4）写出X在两种情况下，B→C的化学方程式_____________________________，
________________________________。
（5）当X是强碱时，写出E的稀溶液与铜片发生反应的离子方程式：________________。
20．用下图装置制取和收集气体。根据装置分析后填下表（可不填满）：
编号 A中的固体物质 B中的溶液 C中的气体
（1）
（2）
（3）
21．向一试管中用排空气法充入一定量气体后进
行如右图的实验：
（1）向度管中充入的气体是_________（填化学
式），理由是__________，滴入的指示剂是___
____________。
22．现有下列实验过程
（1）W的化学式是_____________________。
（2）应用上述途径制取Y气体，选择下列合适的发生装置___________（填标号）
（3）若用右上图装置收集气体X和Y，则进气管口合理的应是（填管口字母，下同）_______ ；若是收集气体Z，则进气管口合理的应是_________。
（4）用（3）中的装置以及量筒、导管和水等来粗略测定Y气体的体积，则进气管口合理的应是______________。若Y气体中混有少量的X气体，则对Y体积的测量结果有无影响？并说明理由______________________________________。
（5）若实验室制取气体X不用题（2）中所选的发生装置，请选出其它方法所用试剂（只举一例）：__________________________________________。
（三）计算
23．取一根镁条置于坩埚内点燃，得到氧化镁和氮化镁混合物的总质量为0.470g。冷却后加入足量水，将反应产物加热蒸干并灼烧，得到的氧化镁质量为0.486g。
（1）写出氮化镁与水发生水解反应的方程式
（2）计算燃烧所得混合物中氮化镁的质量分数。
参 考 答 案
（一）1．C 2．D 3．B 4．A、B 5．A、B 6．B、C 7．A 8．C 9．AD
10．C 11．A 12．A 13．C 14．D 15．B 16．A 17．A、C
（二）18．④⑤，①，②，③
19．(1)(NH4)2S，O2，H2O
（2）H2SO4 （3）HNO3
（4）2H2S+O2 S+2H2O
4NH3+5O2 4NO+6H2O
（5）3Cu+8H++2NO3—===3Cu2++2NO↑+4H2O
20．（1）Na2SO3固体、较浓H2SO4，SO2 （2）Cu ，浓HNO3， NO2
（3）KMnO4固体，浓HCl，Cl2
21．（1）NH3，)＜ ，酚酞
22．（1）CH3COONH4，（2）A （3）a，b （4）a，无影响，因 NH3极易溶于水
（5）浓氨水和固体NaOH
（三）23．（1）Mg3N2+6H2O==3Mg(OH)2↓+NH3↑
（2）设混合物中Mg3N2的质量分数为x
Mg3N2 ～ 3MgO ～△m
100g 120g 20g
0.470g·x (0.486－0.470)g
= x=0.17
答：Mg3N2的质量分数为17%
①浓酸、Cu
△
Ca(OH) 2△
HCl
H2、高温、高压
催化剂
O2
放电
O2
H2O
H2O
②见光或△
③浓酸、C
NaOH
参
与
有
机反 应
△H2SO4
Mg
点
燃
H2O
H2O
硝基苯
三硝基甲苯
硝酸乙酯
硝化甘油
硝化纤维
O2、催化剂、△
稀酸、Cu
△
高温高压
催化剂
点燃
△
O2
H2O或SO2
化性
用途
常 温：很难反应(作保护气)
高 温：但能反应(制NH3、HNO3)
(或放电)
氧化性
N2+3H2 2NH3
高温、高压
催化剂
3Mg+N2 Mg3N2
点燃
N2+O2 2NO
点燃
还原性
固
定
氮的化合态
H:N:H
H
‥
cat
△
点燃
无色
有刺激性
易挥发
任意比
溶于水
酸性
不稳定性
HNO3=H++NO3—
4HNO3 4NO2+O2↑+2H2O
△
或光
久置
黄
HNO3
存放：
棕色瓶、冷暗处、密封
氧化性
浓
CO2、SO2、H3PO4
C、S、P
△
Fe、Al
冷
一般金属
钝化
M(NO3)n(高价)+NO2
M(NO3)n(高价)+NO2
M(NO3)2+N2O或N2或NH4+
一般金属
较活泼金属
Zn、Mg等
I2
I—
S2—
Fe2+
或Fe(OH)2
S
Fe3+
+NO
王水
溶解Pt、Au
HNO3
物性
化性
稀
消耗HNO3(总)
常 温
浓HNO3
加热
钝化
继续反应
应用
用Fe或Al制容器运装浓HNO3
CuSO4溶液
敲击铁片
浓HNO3(足量)
或稀HNO3(足量)
△
△
冷
△
△
===
△
△
△
△
190℃
500℃
或撞击
(爆炸性分解反应)
△
△
P
P
P
P
260℃
416℃升华、冷凝
均要隔绝空气
△
高温高压
催化剂
△
微热
Cu
△
△
△
△
Y
XXC
Y
Z
点燃
催化剂
△
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