高一化學(xué) 知識(shí)點(diǎn)總結(jié) 必修一 32 氮的循環(huán)

1、3.2 氮的循環(huán)一、自然界中氮的循環(huán)：1氮的存在形態(tài)氮是地球上含量豐富的一種元素，以游離態(tài)的形式存在于 大氣中，以化合態(tài)的形式存在于動(dòng)植物體、土壤和水體中。2氮在自然界中的循環(huán)Ø 在自然界中豆科植物根部的根瘤菌把空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}等含氮的化合物。Ø 在放電條件下，空氣中少量的N2與O2化合生成NO，NO和O2迅速生成NO2并隨水進(jìn)入土壤和水體。Ø 人們通過化學(xué)方法把空氣中的N2轉(zhuǎn)化為NH3，再根據(jù)需要進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成各種含氮化合物(如HNO3、氮肥等)。二、氮?dú)猓?物理性質(zhì)Ø 色味態(tài)：無色無味氣體Ø 溶解性：難溶于水Ø 密度：比空氣

2、略小2化學(xué)性質(zhì)Ø 與氧氣：N2O22NOØ 與氫氣：N23H2 2NH3Ø 與鎂： 3用途Ø 氮?dú)馐呛铣砂?，制硝酸的重要原?#216; 氮?dú)庖驗(yàn)樾再|(zhì)穩(wěn)定，經(jīng)常用作保護(hù)氣，比如用于焊接金屬Ø 液氮可用作冷凍劑，應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域4、氮的固定(1) 概念：使空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程(2) 分類：Ø 自然固氮：主要包括生物固氮和高能固氮Ø 人工固氮：主要包括合成氨固氮和仿生固氮三、氮的氧化物：1氮的氧化物的種類：化合價(jià)12345對(duì)應(yīng)氧化物N2ONON2O3NO2、N2O4N2O52. 注意事項(xiàng)：Ø 酸酐的問題

3、：N2O3是亞硝酸的酸酐，N2O5是硝酸的酸酐Ø 顏色的問題：只有NO2是紅棕色氣體，其余均為無色氣體Ø 污染的問題：氮的氧化物都具有毒性，而且都是大氣污染物，3. NO和NO2(1) 物理性質(zhì)Ø 色味態(tài)：NO是無色無味氣體，NO2是紅棕色有刺激性氣味的氣體Ø 溶解性：NO難溶于水，NO2易溶于水Ø 密度：NO比空氣略小，NO2比空氣大(2) 相互轉(zhuǎn)換Ø NONO2 :2NO+O2= 2NO2 Ø NO2NO :3NO2 + H2O=2HNO3 + NO(3)影響Ø NO：是傳遞神經(jīng)信息的“信使分子”，但容易與血紅

4、蛋白結(jié)合而使人體缺氧。Ø NO2：能損壞多種織物和尼龍制品，對(duì)金屬和非金屬材料有腐蝕作用。四、氨氣：1物理性質(zhì)(1) NH3是無色、有刺激性氣味、極易溶于水的氣體，常溫時(shí)，1體積水大約溶解700體積的氨氣。氨易液化，常作制冷劑。(2)噴泉實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置操作及現(xiàn)象結(jié)論打開活塞，并擠壓滴管的膠頭燒杯中的溶液由玻璃管進(jìn)入燒瓶，形成噴泉，瓶內(nèi)液體呈紅色氨氣易溶于水，其水溶液呈堿性 注意事項(xiàng)：噴泉實(shí)驗(yàn)必須要有壓力差，壓力差的原因可能有氣體溶解，或者氣體反應(yīng)，或者溫度變化而引起壓力變化等(1) 實(shí)驗(yàn)可證明當(dāng)氣體在水中的溶解度大于17時(shí)，即可形成噴泉實(shí)驗(yàn)(2) CO2,H2S,Cl2等在水中溶解度不

5、大，不能形成噴泉，但是把水改成堿溶液，也可以形成噴泉(3) 當(dāng)燒瓶內(nèi)的氣體溫度降低，而燒杯內(nèi)的溫度不變時(shí)，由于溫度變化，引起壓強(qiáng)變化，從而也可以形成噴泉2.化學(xué)性質(zhì)(1)氨氣與水的反應(yīng) 反應(yīng)的化學(xué)方程式為： NH3·H2O不穩(wěn)定，受熱易分解，反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 氨水呈弱堿性，原因是：(2) 氨氣與酸的反應(yīng) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：蘸取濃氨水和濃鹽酸的兩支玻璃棒靠近時(shí)，會(huì)看到有白煙生成 反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NH3+HCl=NH4Cl(可應(yīng)用檢驗(yàn)NH3)(3) 氨氣與氧氣的反應(yīng)(即氨的催化氧化或接觸氧化)3氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法(1) 原理：實(shí)驗(yàn)室中常用銨鹽與堿共熱的方法制取氨。如：2NH4ClCa(OH

6、)2CaCl2+2NH3+2H2O(2) 裝置：固體與固體反應(yīng)，加熱。裝置如右圖。(3) 收集方法：向上排空氣法(4) 驗(yàn)滿：Ø 用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，試紙變藍(lán)Ø 醮有濃鹽酸的玻璃棒檢驗(yàn)，產(chǎn)生白煙(5) 干燥通常使用堿石灰，不能使用P2O5或濃H2SO4。(6) 尾氣處理多余的氨要吸收掉以避免污染空氣。但多余氣體在尾氣吸收時(shí)要防止倒吸。常采用的裝置有：(7) 注意事項(xiàng)：Ø 原料一般選用固體，不能用溶液，防止生成的氨氣溶于水中，另外固體一般采用NH4Cl或者(NH4)2SO4 ,而不采用NH4HCO3或者NH4NO3 ,因?yàn)榫a(chǎn)生其它氣體，而且后者容易爆炸

7、16; Ca(OH)2不能用KOH或者NaOH代替，因?yàn)楹髢烧呷菀孜鼭?，易結(jié)塊，不利用氨氣的產(chǎn)生，而且高溫時(shí)，會(huì)腐蝕試管Ø 收集裝置和反應(yīng)裝置的試管和導(dǎo)管必須是干燥的；Ø 試管口必須略向下傾斜，防止冷凝水倒流Ø 制取氨氣時(shí)，導(dǎo)管口應(yīng)略伸出試管口，以便氣體更好的排出，而收集氨氣時(shí)，導(dǎo)管應(yīng)插入到試管的底部，以使空氣排除干凈，另外應(yīng)在收集的試管口處加一團(tuán)棉花，以防止氨氣和空氣發(fā)生對(duì)流，使收集的氨氣不存Ø 干燥氨氣，應(yīng)使用堿石灰，不能使用P2O5或濃H2SO4 ,或者CaCl24、氨氣的其它制法：(1) 實(shí)驗(yàn)室固液加熱型裝置：實(shí)驗(yàn)室如果要快速制取氨氣，也可以將濃

8、氨水滴入NaOH固體中，其裝置如下： (2) 工業(yè)制法：N23H2 2NH3五、硝酸：1物理性質(zhì)Ø 色味態(tài)：無色有刺激性氣味的，易揮發(fā)的液體(因此一般保存在棕色試劑瓶，且放在陰涼處)Ø 溶解性：能與水以任意比例混合Ø 密度：比水大2.化學(xué)性質(zhì)(1) 酸性硝酸具有酸的通性，能使指示劑變色，能與堿、堿性氧化物、部分鹽等反應(yīng)。(2) 不穩(wěn)定性HNO3見光或受熱易分解，化學(xué)方程式為：4HNO34NO2O22H2O(3) 強(qiáng)氧化性 與金屬反應(yīng)Ø 濃HNO3與Cu反應(yīng)的化學(xué)方程式為： Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2OØ 稀HNO3與Cu反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O 與非金屬反應(yīng)濃HNO3與木炭加熱時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為： C4HNO3(濃)CO24NO22H2O 常溫下，冷的濃硝酸能使Fe、Al鈍化。 王水是濃硝酸和濃鹽酸的混合物，體積比為13，能使不溶于硝酸的金、鉑等溶解。3、人類活動(dòng)對(duì)氮循環(huán)和環(huán)境的影響(1) 含氮物質(zhì)的來源 氮氧化物(2) 危害：Ø 與碳?xì)浠衔锓磻?yīng)，形成光