第十四讲 氮及其化合物 1．了解氮及其氧化物的主要性质。 2．掌握硝酸的性质和用途，结合金属与硝酸的反应，掌握守恒法的计算技巧。 3．了解氮的氧化物对环境和人类健康的影响及其防治。 4．了解氨气的性质，认识它在生产中的应用；掌握氨气的实验室制法。 5．了解铵盐的主要性质，掌握铵根离子的检验。 一、氮气及氮的氧化物 1．氮气 (1)氮气的分子结构，N2电子式： ，结构式为 。 (2)化学性质 镁条能在N2中燃烧 N2 + 3Mg ==== 与H2化合生成NH3 （该反应是一个可逆反应，是工业合成氨的原理）N2与O2化合生成NO： N2 + O2 （在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应） ⑶氮气的循环 2．氮的氧化物 氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等,其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。 其中比较重要的是一氧化氮和二氧化氮的性质。 氮的氧化物 NO NO2 物理性质 颜色 气味 密度 比空气大 比空气大 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶 化学性质 与O2反应 2NO＋O2===2NO2 与H2O反应 (工业制HNO3原理．在此反应中，NO2同时作氧化剂和还原剂) 聚合反应 2NO2 （红棕色） N2O4（无色） 实验室制法 与环境的关系 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，空气中NO、NO2是形成 的主要因素 说明： ①氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因，同时也可造成水体污染。汽车尾气中的氮氧化物（燃料在发动机内高温燃烧时，空气中的氮气与氧气反应生成的）与碳氢化合物经紫外线照射发生反应生成形成的一种有毒的烟雾，称为光化学烟雾。光化学烟雾具有特殊气味，刺激眼睛、伤害植物并使大气能见度降低。 ②收集NO 用排水法，收集NO2 用向上排空气法，前者易与 反应，后者易与 反应。 ③工业上就是利用3NO2十H2O=2HNO3＋NO这一原理制取HNO3，为了提高NO2的吸收率，在吸收的过程中要补充适量的O2，所以总的吸收反应可表示为：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3。NO与O2配比适当时，也可以被水完全吸收。总的吸收反应可表示为：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3。 ④通常“纯净”的NO2或N2O4并不纯，因为在常温、常压下能发生聚合反应。由于此可逆反应的发生，通常实验测得NO2的相对分子质量大于它的实际值，或在相同条件下，比相同物质的量的气体体积要小。同理，通常实验测得N2O4的相对分子质量小于它的实际值，或在相同条件下，比相同物质的量的气体体积要大。此外涉及NO2气体的颜色深浅、压强、密度等要考虑此反应。 3．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，产生了一种有毒的烟雾。 ②酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，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。 ④NO与血红蛋白结合使人中毒。 (2)常见的NOx尾气处理方法 ①碱液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 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)。一般适合工业尾气中NOx的处理。 ②催化转化法 在催化剂、加热条件下，氨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。 二、氨气 1．氨分子的结构：NH3的电子式为 ，结构式为 ，氨分子的结构为三角锥形，N原子位于锥顶，三个H原子位于锥底，键角107°18′，是极性分子。 2. 物理性质：氨气是 、有 气味的气体，在标准状况下，密度比空气小。氨易 ，液氨气化时要吸收大量的热，使周围温度急剧下降，所以液氨可作 。 氨气极易溶于水，常温常压下，1体积水中大约可溶解 的氨气。氨的水溶液称氨水，计算氨水的浓度时，溶质应为NH3 。 喷泉实验 ①喷泉实验的原 ... ...
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