N氮

单质

不溶于水。

氮分子中两个氮原子以共价三键连接，化学性质稳定。

低温液化，做制冷剂。

固氮

将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。

自然固氮

1. $\ce{N2 + O2 \overset{放电}{=} 2NO}$
2. 豆科植物的根瘤菌

人工固氮

1. 合成氨：$\ce{N2 + 3H2 <=>[高温、高压][催化剂] 2NH3}$
2. 汽车尾气：$\ce{N2 + O2 \overset{高温}{=} 2NO}$
3. $\ce{N2 + 3Mg \overset{点燃}{=} Mg3N2}$

氧化物

一氧化氮

1. 无色有毒气体
2. 不溶于水
3. $\ce{2NO + O2 \overset{\color{red}{常温}}{=} 2NO2}$ 、$\ce{2NO2 \overset{\color{red}{高温}}{=} 2NO + O2}$
4. $\ce{2NO + O2 + 2H2O = 2HNO3}$

二氧化氮

物理性质

1. 红棕色、有刺激性气味的有毒气体
2. 密度大于空气
3. 易液化，易溶于水

化学性质

1. 歧化反应：
   • $\ce{2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O}$
2. 归中反应：
   • $\ce{NO2 + NO + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O}$
3. $\ce{4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3}$

氨

物理性质

1. 无色，有刺激性气味的气体
2. 密度小于空气
3. 极易溶于水($1:700$)
4. 可做制冷剂

化学性质

1. 氨水(一水合氨)：
   • $\ce{NH3 + H2O <=> NH3*H2O <=> NH^+4 + OH-}$
2. 还原性：
   • $\ce{4NH3 + 5O2 \underset{催化剂}{\triangleq} 4NO + 6H2O}$
   • $\ce{4NH3 + 6NO \overset{催化剂}{=} 5N2 + 6H2O}$
   • $\ce{8NH3 + 6NO2 \overset{催化剂}{=} 7N2 + 12H2O}$
3. 弱碱性：
   • $\ce{NH3 + HCl = NH4Cl}$ 白烟
   • $\ce{Fe^3+ + 3NH3*H2O = Fe(OH)3 v + 3NH^+4}$
   • $\ce{Al^3+ + 3NH3*H2O = Al(OH)3 v + 3NH^+4}$

铵盐

物理性质

1. 无色或白色晶体
2. 绝大多数易溶于水

化学性质

绝大多数受热易分解、与碱反应放出氨。

1. 受热分解：
   • $\ce{NH4Cl \triangleq NH3 ^ + HCl ^}$
   • $\ce{NH4HCO3 \triangleq NH3 ^ + H2O + CO2 ^}$
2. 与碱反应：
   • $\ce{2NH4Cl + Ca(OH)2 \triangleq CaCl2 + 2NH3 ^ + 2H2O}$ 氨气实验室制法

快速制氨

浓氨水与碱石灰

1. 碱石灰溶于水放热，温度升高，氨气溶解度降低。
2. 碱石灰溶于水电离出大量 $\ce{OH-}$，氨气溶解度降低。
3. 碱石灰吸收水，使溶液中水分子数减少。

检验

与强碱反应生成氨。

$\ce{NH^+4 + OH- \triangleq NH3 ^ + H2O}$

硝酸

无色、易挥发、有刺激性气味的液体，与水任意比例互溶。

1. 不稳定性：

   • $\ce{4HNO3(浓) \underset{或光照}{\triangleq} 4NO2 ^ + O2 + 2H2O}$ 棕色试剂瓶阴凉处保存，久置呈黄色

2. 强氧化性：

   $\ce{4HNO3(浓) + Cu = Cu(NO3)2 + 2NO2 ^ + 2H2O}$	迅速反应，放热，产生大量红棕色气体，溶液变绿
   $\ce{8HNO3(稀) + 3Cu = 3Cu(NO3)2 + 2NO ^ + 4H2O}$	反应逐渐加快，产生少量无色气体，遇空气变红棕色，溶液变蓝

   $\ce{4HNO3(浓) + Zn = Zn(NO3)2 + 2NO2 ^ + 2H2O}$
   $\ce{8HNO3(稀) + 3Zn = 3Zn(NO3)2 + 2NO ^ 4H2O}$
   $\ce{10HNO3(极稀) + 4Zn = 4Zn(NO3)2 + NH3NO3 + 3H2O}$

3. 钝化

王水

$\pu{V}$浓硝酸 $:$ $\pu{V}$浓盐酸 $= 1:3$

可溶解金、铂，钝化的铁、铝等。

工业制法

$\ce{N2 ->[H2] NH3 ->[O2] NO ->[O2] NO2 ->[H2O] HNO3}$