[必背知识]
1.特殊的颜色:NO2——红棕色气体
2.特殊的检验:①NO:无色气体O2红棕色
②NH4+:
3.特殊的性质:硝酸具有不稳定性和强氧化性
4.必记六反应:
(1)N2+3H2高温、高压2NH3(2)3NO2+H2O===2HNO3+NO
(3)4NH3+5O2催化剂4NO+6H2O
(4)2NH4Cl+Ca(OH)2△CaCl2+2NH3↑+2H2O
(5)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(6)3Cu+8HNO3===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
知识点一 性质稳定的非金属单质——氮气
1.氮的原子结构
氮元素位于元素周期表中第二周期第ⅤA族,原子结构示意图为
,最外层有5个电子,在化学反应中能获得3个电子而表现出-3价,其单质N2因N≡N键键能大,难以断裂,故N2化学性质稳定。
2.氮气的性质
(1)物理性质:无色无味气体,密度比空气略小,难溶于水。
(2)化学性质:
①氮气与氧气反应的化学方程式为N2+O2放电,2NO。导致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮。
②氮气与氢气反应的化学方程式为N2+3H2高温、高压2NH3。(工业合成氨反应原理)
③氮气与金属镁反应的化学方程式为3Mg+N2△,Mg3N2。
3.氮的固定
(1)概念:将游离态的氮转变为氮的化合物叫做氮的固定。
(2)类型:
4.氮气的应用
①焊接金属时作保护气;
②液氮可作冷冻剂;
③重要的化工原料,用来制取化肥、炸药等。
知识点二 环境污染的罪魁祸首——氮的氧化物
1.氮的氧化物
氮有多种价态的氧化物,如N2O、NO、NO2、N2O4、N2O3、N2O5等,其中属于酸性氧化物的是N2O3、N2O5。
2.NO与NO2性质的比较
性质
NO
NO2
颜色状态气味
无色无味气体
红棕色有刺激性气味的气体
溶解性
难溶于水
与水反应
毒性
有毒(跟血红蛋白结合)
有毒
与水反应
不反应
3NO2+H2O===2HNO3+NO
与氧气反应
2NO+O2===2NO2
不反应
对环境的影响
导致光化学烟雾和酸雨,破坏臭氧层
考察点1 氮氧化物对环境的影响
(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,产生的一种有毒的烟雾。
(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。
反应的化学方程式为2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO。
(3)破坏臭氧层:
科学研究表明,进入高空平流层的氮氧化物,可以加快臭氧层中臭氧的分解速率,从而像氟氯烃类物质一样破坏臭氧层,形成臭氧空洞:2O3氮氧化物3O2。导致地面紫外线辐射量增加。
考察点2 消除氮氧化物对环境污染的方法
2NO+2CO催化剂N2+2CO2
2NO2+2NaOH===M+NaNO3+H2O
8NH3+6NO2===7X+12H2O
[方法技巧]
NOx尾气的处理方法
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。