(
课件网) 第五章 化工生产中的重要非金属元素 第二节 氮及其化合物 氮气及其氧化物 1.氮原子结构和氮元素的存在 （1）氮原子的“位、构、性” （2）氮元素在自然界中的存在 2.氮气 （1）物理性质 颜色 密度 气味 溶解性 无色 比空气略小 无味 难溶于水 （2）化学性质 ①稳定性：氮分子内两个氮原子间以共价三键（N≡N）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，通常情况下很难与其他物质发生化学反应。 氮元素常见化合价有－3、0、＋2、＋4、＋5价等；氮气中氮元素呈0价，处于中间价态，故氮气既有氧化性（与H2、镁等反应），又有还原性（与O2等反应）。 3.氮的固定 （1）概念：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为氮的固定。 （2）途径 自然固氮 大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物 通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨 人工固氮 人类通过控制条件，将氮气氧化或还原为氮的化合物，如工业合成氨 4.氮的氧化物 （1）NO与NO2的对比 性质 NO NO2 物理性质 无色气体，密度比空气略大，不溶于水 红棕色有刺激性气味的气体，密度比空气大，易液化，易溶于水 性质 NO NO2 化学 性质 毒性 有毒，大气污染物之一（使人中毒的原理与CO相同，都是与血红蛋白结合而使其失去输送O2的功能） 有毒，大气污染物之一 酸性氧化物 不是 与水反应 不反应 与氧气反应 一般情况下不反应 与NaOH溶液反应 不反应 自身二聚 无 实验室制取原理 对环境的影响 导致光化学烟雾和酸雨，破坏臭氧层 NO2有强氧化性，在溶液中能氧化S2－、I－、Fe2＋等离子；NO既有氧化性又有还原性。 5.氮氧化物对环境的污染及防治 （1）常见的污染类型 ①光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生一种有毒的烟雾。 ②酸雨：NOx排入大气中后，与水反应最终生成HNO3，随雨雪降到地面。 ③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 （2）常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法 工业尾气中的NOx常用碱液吸收处理，NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n（NO2）≥n（NO）。 ②催化转化法 在催化剂存在、加热条件下，可将氮氧化物转化为无毒气体（N2），或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体（N2和CO2）。一般适用于汽车尾气的处理。 氨和铵盐 1.氨的分子结构和物理性质 电子式 密度 气味 水溶性 是否液化 比空气小 刺激性气味 极易溶于水（1∶700） 易液化（用作制冷剂） 2.化学性质 （1）氨气的化学性质 （2）氨水的化学性质 铵盐的热稳定性差，但受热分解不一定生成氨气和酸，原因是NH3中N为－3价，具有较强的还原性，如硫酸铵、硝酸铵受热分解时N元素会发生变价。 4.氨气的制取 （1）实验室制法 湿润的红色石蕊试纸 （2）快速制取 方法 化学方程式（或原理） 加热浓氨水 浓氨水＋固体NaOH NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的逸出 浓氨水＋固体CaO CaO与水反应放热，促进NH3的逸出，并增加溶液中OH－的浓度，减少NH3的溶解 （3）工业制取：N2＋3H2 2NH3。 硝酸 1.物理性质 硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。 2.化学性质 与除Au、Pt外的大部分金属反应，但不生成氢气 与非金属反应 与还原性化合物（如H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋等）反应 （1）硝酸能将大多数金属（如铜等）氧化成其高价态的硝酸盐，浓硝酸生成NO2，稀硝酸生成NO。 （2）常温下，浓硝酸能使铁、铝发生钝化，这是因为浓硝酸将铁、铝容器表面氧化，形成致密的氧化物薄膜。在加热条件下，可破坏该氧化膜，从而使反应继续进行。 （3）王水是浓硝酸和浓盐酸按体积比1∶3混合形成的溶液， ... ...
