一、氮及其化合物

1. NO与NO₂的对比

性质 NO NO₂ 

颜色 无色 红棕色 

毒性 有毒 有毒 

溶解性 不溶于水 易溶于水 

与O₂/H₂O反应     

收集方法 排水法 向上排空气法 

与环境的关系 ①与血红蛋白结合使人中毒；②转化为NO₂，形成酸雨、光化学烟雾 形成酸雨、光化学烟雾、破坏臭氧层、水体富营养化 

2. 硝酸的工业制法

\ce{NH_{3}\xrightarrow[△、催化剂]{O_{2}} NO\xrightarrow[过量]{O_{2}} NO_{2}\xrightarrow{H_{2}O} HNO_{3}}（NO循环利用）

3. NH₃的性质与制备

（1）物理性质

无色、刺激性气味，密度比空气小，极易溶于水，易液化。

（2）化学性质

- 碱性：

- 与水：\ce{NH_{3} + H_{2}O \rightleftharpoons NH_{3}·H_{2}O \rightleftharpoons NH^{+}_{4} + OH^{-}}（检验：湿润红色石蕊试纸变蓝）

- 与酸：\ce{NH_{3} + HCl = NH_{4}Cl}（检验：玻璃棒蘸取靠近，生成白烟）

- 与盐溶液：

- \ce{Al^{3+} + 3NH_{3}·H_{2}O = Al(OH)_{3}↓ + 3NH^{+}_{4}}

- \ce{Cu^{2+} ->[NH_{3}·H_{2}O] Cu(OH)_{2}↓ ->[NH_{3}·H_{2}O] [Cu(NH_{3})_{4}]^{2+}}

- 还原性：

- 催化氧化：\ce{4NH_{3} + 5O_{2}\xlongequal[\triangle]{催化剂} 4NO + 6H_{2}O}

- 与CuO：\ce{2NH_{3} + 3CuO\xlongequal{\triangle} 3Cu + N_{2} + 3H_{2}O}

- 与Cl₂：\ce{8NH_{3} + 3Cl_{2} = N_{2} + 6NH_{4}Cl}

（3）制备方法

- 工业制法：\ce{N_{2} + 3H_{2}\xlongequal[催化剂]{高温、高压} 2NH_{3}}

- 实验室制法：

- 原理：\ce{2NH_{4}Cl + Ca(OH)_{2}\xlongequal{\triangle} 2NH_{3}↑ + CaCl_{2} + 2H_{2}O}（固固加热）

- 干燥：碱石灰

- 收集：向下排空气法

4. 铵盐

（1）物理性质

大多数为白色固体，易溶于水。

（2）化学性质

- 不稳定性：受热易分解（产物可能含NH₃）

- 与碱反应：\ce{NH^{+}_{4} + OH^{-}\xlongequal{\triangle} NH_{3}↑ + H_{2}O}（检验NH₄⁺，条件：加热、不浓）

5. 硝酸

（1）物理性质

无色、易挥发、有刺激性气味的液体（遇天然蛋白质显黄色）。

（2）化学性质

- 强酸性：稀硝酸使紫色石蕊变红；浓硝酸使石蕊先变红后褪色。

- 不稳定性：\ce{4HNO_{3}(浓)\xlongequal{光照} 2H_{2}O + 4NO_{2}↑ + O_{2}↑}（久置呈黄色，需保存在棕色瓶、冷暗处）

- 强氧化性：

- 常温下Fe、Al遇浓硝酸“钝化”；

- 与金属（如Cu）：

- 稀硝酸：\ce{3Cu + 8HNO_{3}(稀) = 3Cu(NO_{3})_{2} + 2NO↑ + 4H_{2}O}

- 浓硝酸：\ce{Cu + 4HNO_{3}(浓) = Cu(NO_{3})_{2} + 2NO_{2}↑ + 2H_{2}O}

- 与非金属（如C）：\ce{C + 4HNO_{3}(浓)\xlongequal{\triangle} CO_{2}↑ + 4NO_{2}↑ + 2H_{2}O}

- 与还原性物质（如Fe²⁺）：\ce{3Fe^{2+} + 4H^{+} + NO^{-}_{3} = 3Fe^{3+} + NO↑ + 2H_{2}O}

二、碳、硅及其化合物

1. 碳及其化合物

（1）碳的性质

- 同素异形体：金刚石、石墨、无定形碳、C₆₀；

- 物理性质：金刚石（熔点高、硬度大、不导电）；石墨（熔点高、硬度小、能导电）；C₆₀（熔点低、不导电）；

- 化学性质：

- 与O₂：\ce{C + O_{2}(足)\xlongequal{点燃} CO_{2}}；\ce{2C + O_{2}(不足)\xlongequal{点燃} 2CO}

- 与CO₂：\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温} 2CO}

- 作还原剂：\ce{2Fe_{2}O_{3} + 3C\xlongequal{高温} 4Fe + 3CO_{2}↑}

- 与H₂O：\ce{C + H_{2}O(g)\xlongequal{高温} CO + H_{2}}（水煤气）

（2）碳的氧化物

- CO：有毒（与血红蛋白结合），不溶于水；作还原剂（\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}）、燃料（\ce{2CO + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO_{2}}）；

- CO₂：能溶于水，密度大于空气；

- 酸性氧化物：\ce{CO_{2} + H_{2}O \rightleftharpoons H_{2}CO_{3}}（使石蕊变红）；与碱反应（\ce{CO_{2} + 2NaOH = Na_{2}CO_{3} + H_{2}O}）；

- 弱氧化性：\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温} 2CO}；\ce{CO_{2} + 2Mg\xlongequal{点燃} 2MgO + C}；

- 与盐反应：\ce{CO_{2} + H_{2}O + Na_{2}CO_{3} = 2NaHCO_{3}}等。

2. 硅及其化合物

（1）硅的性质与制备

- 存在：以硅酸盐、氧化物形式存在于自然界；

- 物理性质：灰黑色、有金属光泽的固体，不溶于水，熔点高、硬度大（半导体）；

- 化学性质：

- 与F₂：\ce{Si + 2F_{2} = SiF_{4}}

- 与HF：\ce{Si + 4HF = SiF_{4}↑ + 2H_{2}↑}

- 与强碱：\ce{Si + 2NaOH + H_{2}O = Na_{2}SiO_{3} + 2H_{2}↑}

- 工业制法：\ce{SiO_{2} + 2C\xlongequal{高温} Si(粗硅) + 2CO↑}；粗硅经\ce{HCl/Cl_{2}}、\ce{H_{2}}处理得纯硅。