氮元素的用途与其氧化物及例题解析

一、氮元素的用途及其氧化物

1、氮元素的存在

氮元素在自然界中既有游离态，又有化合态。游离态以双原子分子（\ceN2）存在于大气中，约占空气体积的78%；化合态存在于动植物体内、土壤和水体中。

2、氮的固定

（1）氮的固定：将游离态的氮转变为氮的化合物叫做氮的固定。

（2）氮的固定的途径

①生物固氮：豆科作物根瘤菌将\ceN2转化为化合态氮。

②天然固氮：天空中打雷闪电时，\ceN2转化为\ceNO。

③人工固氮：在一定条件下，由\ceN2和\ceH2合成氨。

3、氮气的物理性质

常温常压下，氮气无色、无味，比空气密度稍小，难溶于水。

4、氮气的化学性质

（1）与\ceO2反应

\ceN2+O2\xlongequal[或高温]放电2NO

（2）与\ceH2反应

\ceN2+3H2<=>[高温、高压][催化剂]2NH3（人工固氮）

（3） 与\ceMg反应

\ceN2+3Mg<=>[点燃]Mg3N2

5、氮的氧化物

（1）氮的氧化物种类

氮有多种价态的氧化物：\ceN2O、\ceNO、\ceN2O3、\ceNO2、\ceN2O4、\ceN2O5等

（2）二氧化氮（\ceNO2）和一氧化氮（\ceNO）

||\ceNO|\ceNO2|

| ---------- | ------------------------------------------------------------ | ------------------------------------------------------------ |

| 物理性质 | 无色、不溶于水、有毒气体| 有刺激性气味、有毒气体、易液化 |

| 化学性质 | ① 常温下易与氧气化合：\ce2NO+O2\xlongequal[]\ce2NO2（常用于检验\ceNO)② 弱氧化性：\ce6NO+4NH3\ce\xlongequal[△]催化剂\ce5N2+6H2O| ① 与水反应:\ce3NO2+H2O\xlongequal[]\ce2HNO3+NO（工业制\ceHNO3的反应原理）② 强氧化性：a．\ceNO2+SO2\xlongequal[]\ceNO+SO3b．可使湿润的淀粉\ce−KI试纸变蓝③ 与\ceN2O4的转化：\ce2NO2（红棕色）\ce<=>\ceN2O4（无色）④ 与\ceNaOH溶液反应：\ce2NO2+2NaOH\xlongequal[]\ceNaNO3+NaNO2+H2O|

| 实验室制法 |\ce3Cu+8HNO3（稀）\ce\xlongequal[]\ce3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O|\ceCu+4HNO3（浓）\ce\xlongequal[]\ceCu(NO3)2+2NO2↑+2H2O|

6、氮元素的用途：氮和氮的化合物如氨、硝酸、氮肥、炸药以及蛋白质、核酸等在工农业生产、国防和生命科学研究等领域中都有重要的用途。

二、氮元素的用途的相关例题

下列关于氮及其化合物，说法不正确的是_______

A．氮的固定是将\ceN2转化成含氮化合物

B．氮元素在自然界中既有游离态又有化合态

C．\ceNO和\ceNO2都可稳定存在于空气中

D．\ceN2既可做氧化剂又可做还原剂

答案：C

解析：氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。如豆类植物共生的根瘤菌，它们能吸收大气中的氮气分子，将其转变成氨及铵离子，A正确；自然界中N有游离态，如\ceN2，也有化合态，如铵盐、硝酸盐等，B正确；\ceNO不稳定，易与\ceO2反应生成\ceNO2，C错误；\ceN2中\ceN元素处于中间价态，既可以升高又可以降低，\ceN2既可以做氧化剂又可以做还原剂，D正确。