(一)氮氣

1. 氮元素的存在

既有游離態又有化合態。它以雙原子分子(N₂)存在于大氣中，約占空氣總體積的78%或總質量的75%。氮是生命物質中的重要組成元素，是構成蛋白質和核酸不可缺少的元素。是農作物生長所必需的元素.充足的氮肥使植物枝葉茂盛.葉片增大，從而提高農作物的產量和質量。

2. 氮氣的結構和性質

(1)物理性質

純凈的氮氣是一種無色、無味、密度比空氣稍小的氣體，熔點為－209.86℃。沸點為－195.8℃，難溶于水。(思考N₂的收集方法?)

(2)結構：電子式為：______________ 結構式為___________，氮氮叁鍵的鍵能高達946kJ·mol^－1，鍵能大，分子結構穩定，化學性質不活潑。

(3)化學性質

常溫下，N₂的化學性質很不活潑，可代替稀有氣體做保護氣，但在高溫、放電、點燃等條件下，N₂能與H₂、O₂等發生化學反應。

①N₂+3H_2??2NH₃(可逆反應)

是工業上合成氨的反應原理。

②與O₂反應：

③與Mg反應：

N₂?+3 Mg?Mg₃N₂；Mg₃N₂?+ 6H₂O=3Mg(OH)₂↓+ 2NH₃↑

3. 氮氣的用途與工業制法

(1)氮氣的用途：

合成氨；制硝酸；用作保護氣；保護農副產品；液氮可作冷凍劑。

(2)氮氣的工業制法

工業上從液態空氣中，利用液態氮的沸點比液態氧的沸點低加以分離而制得氮氣。

4. 氮的固定

將空氣中游離的氮氣轉變為氮的化合物的方法，統稱為氮的固定。氮的固定有三種途徑：

(1)生物固氮：豆科作物根瘤菌將N₂轉化為化合態氮。

(2)自然固氮：天空中打雷閃電時，N₂轉化為NO。

(3)工業固氮：在一定的條件下，N₂和H₂人工合成氨。

(二)氮的氧化物

(1)物理性質

NO：無色、無味的氣體，難溶于水，有毒。

NO₂：紅棕色、有刺激性氣味的氣體，有毒。

(2)化學性質

NO：不與水反應，易被氧氣氧化為NO₂。

2NO+ O₂=== 2NO₂

NO₂：①易與水反應生成硝酸和NO，在工業上利用這一反應制取硝酸。

3NO₂+ H₂O=2HNO₃+NO

②有較強的氧化性，可使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍。

(三)氨

1. 結構和性質

(1)物理性質

氨是無色有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，極易液化.極易溶于水，常溫常壓下，1體積水能溶解約700體積的氨.

(2)分子結構

化學式NH₃；電子式 ___________；結構式：__________________

氨分子為三角錐形

(3)化學性質

①與水反應

氨溶于水的水溶液稱為氨水，其中大部分NH₃與水結合成一水合氨(NH₃·H₂O)，但氨水的溶質仍然為NH₃.一水合氨可以部分電離成NH₄⁺和 OH^－，故氨水顯弱堿性，能使酚酞試液變紅。NH₃·H₂O受熱又容易分解為NH₃和H₂O。氨水的密度小于1g·mL^－1，且溶質的質量分數越大，溶液的密度越小。NH₃是中學化學中唯一能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，常用此性質檢驗NH₃的存在。

NH₃?+H₂O??NH₃·H₂ONH₄⁺?+ OH^－

②與酸反應

NH₃?+HCl=NH₄Cl(產生白煙，可用于檢驗NH₃?)

NH₃?+CO₂+ H₂O =NH₄HCO₃(俗稱碳氨)

2NH₃?+H₂SO₄?=(NH₄)₂SO₄；NH₃?+ HNO₃?=NH₄NO₃

③具有還原性

4NH₃?+ 5O₂??6 H₂O + 4NO

(氨的催化氧化，是工業上制硝酸的基礎，也是工業上制NO的方法)

2 NH₃?+3Cl₂=N₂?+ 6HCl；8 NH₃?+3Cl₂=N₂?+ 6NH₄Cl

2 NH₃?+3CuO??N₂?+3Cu+3H₂O

2. 氨的用途與保存

(1)用途：

①氨是氮肥工業及制造硝酸、銨鹽、純堿等的重要原料。

②氨也是有機合成工業的常用原料(如制尿素合成纖維、染料等)。

③氨還可用作制冷劑。

(2)保存：

氨水盛裝在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷壇或內涂瀝青的鐵桶內。

3. 氨的實驗室制法

(1)實驗原理：用銨鹽與堿共熱。

2NH₄Cl+ Ca(OH)₂CaCl₂+ 2NH₃↑+2H₂O

(2)裝置：(見下圖)

(3)收集：向下排空氣法。

(4)檢驗：

①用紅色的石蕊試紙檢驗是否變藍。

②用粘有濃鹽酸的玻璃棒檢驗，產生白煙。

(5)干燥：用堿石灰干燥。

注意：也可用濃氨水與強堿混合；或向濃氨水中加生石灰：

2NH₃·H₂O+CaO=Ca(OH)₂+2NH₃↑+ H₂O

(四)銨鹽

1. 定義

由銨根離子(NH₄⁺)和酸根離子構成的化合物叫做銨鹽。

2. 銨鹽的性質

銨鹽都是晶體，均溶于水。

(1)銨鹽受熱分解

NH₄Cl?NH₃↑+HCl；NH₄HCO₃?NH₃↑+ H₂O+ CO₂↑

(2)銨鹽與堿的反應

固態：NH₄NO₃+ NaOH?NaNO₃+NH₃↑+ H₂O

(NH₄)₂SO₄+ 2NaOH?Na₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O

液態：NH₄⁺?+ OH^－??NH₃↑+ H₂O

(3)NH₄⁺的檢驗

向含有NH₄⁺的溶液或晶體中滴加濃NaOH溶液，加熱時有刺激性氣味的氣體生成且氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，則證明了溶液或晶體中NH₄⁺的存在。

(五)硝酸

1. 硝酸的物理性質

純硝酸是無色易揮發、有刺激性氣味的液體，能與水以任意比混溶。

98%以上的濃硝酸在空氣中由于揮發出HNO₃而產生“發煙”現象，通常叫做發煙硝酸。

2. 硝酸的化學性質

(1)硝酸的不穩定性

硝酸不穩定，很容易分解、硝酸越濃，就越容易分解。

4HNO₃(濃)2H₂O+ 4NO₂↑+O₂↑

濃硝酸呈黃色，就是由于硝酸分解產生的NO₂溶于硝酸的緣故。

(2)硝酸的強氧化性

①氧化金屬

硝酸是一種強氧化劑，幾乎能與所有的金屬(Pt.Au除外)發生氧化還原反應，但常溫下，鐵、鋁在濃硝酸中發生鈍化。

Cu + 4HNO₃(濃)= Cu(NO₃)₂?+2NO₂↑+ 2H₂O

3 Cu + 8HNO₃(稀)= 3Cu(NO₃)₂?+2NO↑+ 4H₂O

Ag+ 2HNO₃(濃)= AgNO₃?+NO₂↑+ H₂O

3Ag+ 4HNO₃(稀)= 3AgNO₃?+NO↑+ 2H₂O

②氧化非金屬

硝酸還能與許多非金屬及某些有機物發生氧化還原反應。

4HNO₃(濃)+ C?4NO₂↑+ 2H₂0 +CO₂↑

6HNO₃(濃)+ S6NO₂↑+ 2H₂0 +H_?2SO₄↑

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總結

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