氮及其化合物总览

概览

氮是第 VA 族的代表元素，在必修一与硫、硅共同构成"非金属元素化学"的主干。本章围绕氮的价态多变（$\ce{-3 \to 0 \to +1 \to +2 \to +3 \to +4 \to +5}$）展开：$\ce{N2}$因$\ce{N≡N}$ 键稳定而化学性质不活泼；$\ce{NO}$、$\ce{NO2}$ 是氮的两种重要氧化物；氨气（喷泉实验、极易溶于水、还原性、制取）与铵盐是重点；硝酸的强氧化性（浓稀不同、钝化）是高考难点。

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    A[氮及其化合物] --> B[N2<br/>N≡N 键能大·稳定]
    A --> C[NO 无色·难溶]
    A --> D[NO2 红棕·易溶]
    A --> E[NH3 极易溶·碱性·还原性]
    A --> F[铵盐 NH4+]
    A --> G[HNO3 强氧化性]
    B -->|放电| C
    C -->|O2| D
    D -->|H2O| G
    G -->|金属| E
    B -->|合成氨| E
    E -->|催化氧化| C

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笔记	内容要点
01-氮气与氮的氧化物	$\ce{N2}$ 稳定性、$\ce{NO/NO2}$ 性质、$\ce{3NO2 + H2O -> 2HNO3 + NO}$、溶于水计算
02-氨与铵盐	喷泉实验、$\ce{NH3}$ 与水/酸反应、还原性、实验室制氨、铵盐
03-硝酸	强氧化性（与 $\ce{Cu}$ 浓稀不同）、钝化、不稳定性、硝酸盐

核心框架：氮的价态与常见物质

化合价	物质	性质要点
$\ce{-3}$	$\ce{NH3}$、$\ce{NH4+}$	氨为碱性气体、还原性；铵盐受热分解、与碱反应
$\ce{0}$	$\ce{N2}$	$\ce{N≡N}$ 键能大，常温稳定
$\ce{+2}$	$\ce{NO}$	无色、难溶、易被氧化为$\ce{NO2}$
$\ce{+4}$	$\ce{NO2}$	红棕色、易溶、自身氧化还原
$\ce{+5}$	$\ce{HNO3}$、硝酸盐	强氧化性、不稳定性

氧化还原主线

归中反应：$\ce{3NO2 + H2O -> 2HNO3 + NO}$（$\ce{+4}$价$\ce{N}$歧化为$\ce{+5}$和$\ce{+2}$）。
氨的催化氧化（工业制硝酸第一步）：$\ce{4NH3 + 5O2 ->[Pt][Δ] 4NO + 6H2O}$。
合成氨：$\ce{N2 + 3H2 <=>[高温高压][催化剂] 2NH3}$。
低价氮（$\ce{NH3}$）显还原性，高价氮（$\ce{HNO3}$）显氧化性，中间价（$\ce{NO}$、$\ce{NO2}$）可发生歧化或归中。

高考命题热点

喷泉实验的原理与拓展（$\ce{NH3}$、$\ce{HCl}$ 等极易溶于水的气体）。
$\ce{NO2}$ 溶于水的计算：$\ce{3NO2 + H2O -> 2HNO3 + NO}$，及 $\ce{NO2}$、$\ce{NO}$、$\ce{O2}$ 混合气溶于水的"最终无剩余"组合。
$\ce{NH3}$的制取与干燥（碱石灰，不用浓硫酸、无水$\ce{CaCl2}$）。
硝酸的强氧化性：浓稀硝酸与 $\ce{Cu}$ 反应的不同产物、钝化、硝酸盐受热分解规律。
铵根 $\ce{NH4+}$ 的检验（浓碱加热 + 湿润红色石蕊试纸变蓝）。

重要方程式汇总

反应	方程式	类型
氮气与氧气	$\ce{N2 + O2 ->[放电] 2NO}$	自然固氮
合成氨	$\ce{N2 + 3H2 <=>[高温高压][催化剂] 2NH3}$	人工固氮
$\ce{NO2}$溶于水	$\ce{3NO2 + H2O -> 2HNO3 + NO}$	歧化
氨与水	$\ce{NH3 + H2O <=> NH3·H2O <=> NH4+ + OH-}$	弱碱电离
氨与氯化氢	$\ce{NH3 + HCl -> NH4Cl}$	白烟
氨的催化氧化	$\ce{4NH3 + 5O2 ->[Pt][Δ] 4NO + 6H2O}$	工业制硝酸第一步
实验室制氨	$\ce{2NH4Cl + Ca(OH)2 ->[Δ] CaCl2 + 2NH3 ^ + 2H2O}$	固固加热
铜与浓硝酸	$\ce{Cu + 4HNO3(浓) -> Cu(NO3)2 + 2NO2 ^ + 2H2O}$	强氧化性
铜与稀硝酸	$\ce{3Cu + 8HNO3(稀) -> 3Cu(NO3)2 + 2NO ^ + 4H2O}$	强氧化性
硝酸分解	$\ce{4HNO3 ->[光照] 2H2O + 4NO2 ^ + O2 ^}$	不稳定性

常见易错点速记

本章高频易错点

$\ce{HNO3}$的酸酐是$\ce{N2O5}$，不是 $\ce{NO2}$。
浓硝酸还原产物是 $\ce{NO2}$，稀硝酸还原产物是 $\ce{NO}$；硝酸与金属反应不放 $\ce{H2}$。
常温浓硝酸、浓硫酸使 $\ce{Fe}$、$\ce{Al}$ 钝化；稀硝酸不能。
$\ce{NO}$ 用排水法收集，$\ce{NO2}$ 用向上排空气法收集。
干燥 $\ce{NH3}$用碱石灰，不用浓硫酸、无水$\ce{CaCl2}$。
喷泉实验原理：气体极易溶于水 → 压强减小 → 形成喷泉。
检验 $\ce{NH4+}$：加浓碱 + 加热 + 湿润红色石蕊试纸变蓝。

本章地位与衔接

前置基础：氧化还原（03）与离子反应（02）是解释氨的还原性、硝酸强氧化性、$\ce{NH4+}$ 检验的工具；物质的量（06）用于氮氧化物溶于水的计算。
横向对比：与氯（05）、硫（10）、硅（12）对比——氨（碱性气体）vs $\ce{HCl}$（酸性气体）、硝酸（强氧化性酸）vs 浓硫酸、氮氧化物 vs 硫氧化物。
后续延伸：合成氨 $\ce{N2 + 3H2 <=> 2NH3}$ 是可逆反应、化学平衡（18）与工业条件选择的典型；硝酸型酸雨、氮循环属于必修二"化学与可持续发展"。

学习建议

学习方法

氮的价态多、物质多，建议用价态轴串起 $\ce{NH3 \to N2 \to NO \to NO2 \to HNO3}$ 的转化关系。
把 $\ce{NH3}$与$\ce{HCl}$、$\ce{H2S}$、$\ce{SO2}$ 等气体做对比（溶解性、酸碱性、还原性）。
结合氧化还原理论理解浓稀硝酸产物的差异；结合实验理解喷泉现象。
铵盐、硝酸盐的热分解规律可与常见离子的检验方法、硫的硝酸盐知识对照学习。

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