更新时间:作者:小小条
高中化学中关于氮元素的100个核心知识点。这些知识点按照“结构-性质-重要单质及化合物-应用”的逻辑顺序组织,涵盖了从基础到综合的全部核心内容,是复*备考的利器。

一、氮元素与氮气 (知识点 1-15)
位置与结构:氮元素位于第二周期、第VA族,原子结构示意图为 (7) 2 5。成键特征:最外层5个电子,既难得电子,也难失电子,通常通过共价键形成化合物。氮分子结构:氮气(N₂)分子中含有氮氮三键(N≡N),一个σ键和两个π键。氮三键的特点:键能极大(946 kJ/mol),分子结构稳定,化学性质不活泼。氮气的物理性质:无色、无味、无毒的气体,密度略小于空气,难溶于水。氮气的化学惰性:常温下很难与其他物质反应,常用作保护气。氮气的反应:在高温、放电等条件下,氮气能发生反应。与氧气反应:N₂ + O₂ ⇌ 2NO(放电或高温,汽车引擎、雷电固氮)。与氢气反应:N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃(高温、高压、催化剂,工业合成氨)。与金属反应:与镁反应 3Mg + N₂ → Mg₃N₂(点燃)。氮的固定:将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。自然固氮:高能固氮(雷电)、生物固氮(根瘤菌)。人工固氮:合成氨工业、仿生固氮。氮气的工业制法:分离液态空气(物理方法)。氮气的实验室制法:加热氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠晶体:NH₄Cl + NaNO₂ → N₂↑ + NaCl + 2H₂O。二、氨和铵盐 (知识点 16-35)
氨的分子结构:三角锥形,氮原子有一对孤电子对,是极性分子。氨的物理性质:无色、有刺激性气味的气体,密度小于空气。氨的溶解性:极易溶于水(1:700),水溶液称为氨水。喷泉实验:证明氨极易溶于水,且氨水呈碱性。氨的化学性质:碱性、还原性、络合性。氨与水的反应:NH₃ + H₂O ⇌ NH₃·H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻,氨水是弱碱。氨与酸的反应:生成铵盐,如 NH₃ + HCl → NH₄Cl(白烟)。氨的催化氧化:4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O(工业制硝酸的基础)。氨的还原性:能被Cl₂、CuO等氧化剂氧化。与氯化氢的反应:检验氨气或氯化氢。氨的实验室制法:铵盐与碱共热:2NH₄Cl + Ca(OH)₂ → CaCl₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O。氨的工业制法:合成氨:N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃。铵盐的通性:易溶于水的离子晶体。铵盐的热分解:不稳定性,如 NH₄Cl → NH₃↑ + HCl↑。铵盐与碱的反应:生成氨气,是铵根离子(NH₄⁺)的检验方法。铵根离子的检验:样品与碱共热,用湿润的红色石蕊试纸检验,试纸变蓝。氨水的成分:分子:NH₃、H₂O、NH₃·H₂O;离子:NH₄⁺、OH⁻(极少量H⁺)。氨水是弱碱:不完全电离,计算时注意。氨的重要用途:制硝酸、化肥、制冷剂、有机合成原料。铵盐的重要用途:氮肥(硫铵、碳铵、硝铵)。三、氮的氧化物 (知识点 36-50)
氮的氧化物种类:N₂O、NO、N₂O₃、NO₂(N₂O₄)、N₂O₅。一氧化氮(NO):无色、难溶于水、有毒气体,不成盐氧化物。NO的化学性质:极易与氧气反应:2NO + O₂ → 2NO₂。二氧化氮(NO₂):红棕色、有刺激性气味、有毒气体。NO₂的二聚:2NO₂ ⇌ N₂O₄(无色),该反应可逆,隐含化学平衡思想。NO₂与水的反应:3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO(工业制硝酸的关键反应)。NO₂的自身氧化还原:歧化反应,氮元素化合价既有升高也有降低。NO和NO₂的混合气体与水反应:关系式法:4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃。NO和NO₂的混合气体与水反应:关系式法:4NO + 3O₂ + 2H₂O → 4HNO₃。N₂O₃:亚硝酸酐,与水生成亚硝酸(HNO₂)。N₂O₅:硝酸酐,与水生成硝酸(HNO₃)。氮氧化物对环境的污染:形成光化学烟雾、酸雨、破坏臭氧层。光化学烟雾:氮氧化物和碳氢化合物在紫外线作用下发生复杂反应。酸雨的形成:NO₂ → HNO₃。氮氧化物的处理:汽车尾气催化转化(2CO + 2NO → N₂ + 2CO₂)。四、硝酸 (知识点 51-70)
硝酸的物理性质:无色、有刺激性气味的挥发性液体。不稳定性:见光或受热易分解:4HNO₃ → 4NO₂↑ + O₂↑ + 2H₂O。硝酸的保存:棕色试剂瓶,冷暗处。硝酸的强酸性:具有酸的通性,一元强酸。硝酸的强氧化性:浓、稀硝酸都有强氧化性,还原产物与浓度和还原剂强弱有关。与金属反应:一般不生成氢气。浓硝酸与铜:Cu + 4HNO₃(浓) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O。稀硝酸与铜:3Cu + 8HNO₃(稀) → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O。冷的浓硝酸使铁、铝钝化:生成致密氧化膜,阻止反应进一步进行。与非金属反应:如 C + 4HNO₃(浓) → CO₂↑ + 4NO₂↑ + 2H₂O。与还原性化合物反应:可氧化Fe²⁺、H₂S、SO₃²⁻、I⁻等。王水:浓硝酸与浓盐酸按体积比1:3混合,可溶解金、铂。硝酸的工业制法:氨的催化氧化法。工业制硝酸三步:① 4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O;② 2NO + O₂ → 2NO₂;③ 3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO。尾气处理:用碱液吸收:NO + NO₂ + 2NaOH → 2NaNO₂ + H₂O。发烟硝酸:含溶解NO₂的浓硝酸,呈红棕色,氧化性更强。硝酸盐的物理性质:易溶于水的离子晶体。硝酸盐的热分解规律: 活泼金属(K、Ca、Na):生成亚硝酸盐和氧气。 较活泼金属(Mg-Cu):生成金属氧化物、NO₂和O₂。 不活泼金属(Hg、Ag):生成金属单质、NO₂和O₂。黑火药原理:2KNO₃ + S + 3C → K₂S + N₂↑ + 3CO₂↑。硝酸盐的用途:化肥、炸药、氧化剂。五、其他重要化合物及反应 (知识点 71-85)
亚硝酸(HNO₂):弱酸,不稳定,仅存在于冷、稀溶液中。亚硝酸盐:大多易溶、有毒(致癌),AgNO₂难溶。亚硝酸盐的氧化还原性:既可作氧化剂,又可作还原剂。NH₄⁺的水解:显酸性,NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃·H₂O + H⁺。NO₃⁻的氧化性:酸性条件下有强氧化性,中性或碱性条件下氧化性很弱。NO₂⁻的氧化性:在酸性条件下是强氧化剂。常见离子的检验:NH₄⁺、NO₃⁻、NO₂⁻的检验方法。NO₃⁻的检验:样品中加入浓硫酸和铜片,加热,产生红棕色气体。氮族元素性质递变:N、P、As、Sb、Bi,非金属性减弱,金属性增强。氰氨化钙(CaCN₂):一种化学氮肥。联氨(N₂H₄):又称肼,火箭燃料。氢叠氮酸(HN₃):不稳定,其盐NaN₃用于汽车安全气囊。氮化镁(Mg₃N₂):与水反应生成Mg(OH)₂和NH₃。氮化硼(BN):一种高硬度、耐高温的材料,有“白色石墨”之称。常见化肥:尿素、氨水、铵盐、硝酸盐。六、化学原理与综合应用 (知识点 86-100)
氮元素化合价:-3, 0, +1, +2, +3, +4, +5,体现多种氧化态。氮元素的氧化还原规律:相邻价态不反应(如N₂与NH₃、N₂与NO),归中反应,歧化反应。归中反应:如 8NH₃ + 6NO₂ → 7N₂ + 12H₂O。酸雨pH值:pH < 5.6的雨水。水体富营养化:含氮、磷废水导致藻类过度繁殖。侯氏制碱法:联合制碱,涉及NH₃、CO₂、NaCl反应生成NaHCO₃和NH₄Cl。合成氨条件选择:高温(提高速率)、高压(提高平衡转化率)、铁催化剂。合成氨的化学平衡:N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ (正反应放热、气体体积缩小)。工业制硝酸中的循环物质:NO被循环利用,提高原料利用率。涉及硝酸的计算:守恒法(电子守恒、氮元素守恒、电荷守恒)是关键。铜与硝酸反应计算:注意浓硝酸变稀后产物变化,用守恒法简化计算。离子共存问题:酸性条件下,NO₃⁻与Fe²⁺、S²⁻、I⁻、SO₃²⁻等还原性离子不共存。环境保护:脱硫脱硝技术(如SCR、SNCR)减少氮氧化物排放。氮循环:自然界中氮元素在无机物和有机物之间的循环过程。知识网络构建:将氮的单质、氢化物、氧化物、含氧酸、盐等相互转化关系连成网络图。高效复*建议:
分层记忆:先掌握前50个基础知识点,再攻克后面的综合应用部分。构建网络:画出以氮元素为中心的转化关系图(氮三角、氮的价类二维图),将零散知识点系统化。关联原理:将具体物质的性质与氧化还原反应、化学平衡、离子反应等基本原理结合理解。精练真题:通过练*高考题和模拟题,检验和应用这些知识点,特别是综合性的推断题和计算题。希望这份详尽的清单能帮助你全面掌握高中化学的氮元素知识!祝你学*进步!
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