氮族元素高三总复习(整理).ppt

氮族元素 复习课 一 氮族元素概述 1 氮族元素在周期表中的位置 2 原子结构 相同点 不同点 最外层电子数为5 5 3 HRO3或H3RO4 电子层数增多 原子半径增大 3 主要性质 相似性 最高价态为最低负价为最高价氧化物对应水化物的形式是 一 氮族元素概述 密度 熔沸点 电子层数 金属性 非金属性 氢化物的稳定性 最高价氧化物对应水化物的酸性 4 氮族元素性质的递变规律 2 性质递变 酸性 HNO3 H3PO4 H3ASO4 稳定性 NH3 PH3 ASH3 二 氮气 1 物理性质 2 化学性质 3 氮的固定 4 制法 标况下 28 22 4 1 25 g L 分离空气 N2 3H22NH3N2 3MgMg3N2N2 O22NO 高温高压 催化剂 点燃 放电 氧化性 人工固氮 自然固氮 氧化性 还原性 N2化合态氮 根瘤菌 5 用途 N的原子结构示意图 N2的电子式 NH3的电子式 NH4的电子式 7 三 氮的氧化物 NO与NO2的性质比较 无色 刺激性气味 红棕色 刺激性气味 有毒 机理同CO 有毒 3NO2 H2O 2HNO3 NO 2NO O2 2NO2 4NO 3O2 2H2O 4HNO3 4NO2 O2 2H2O 4HNO3 NO NO2 2NaOH 2NaNO2 H2O2NO2 2NaOH NaNO3 NaNO2 H2O 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 注意 NO2和Br2的检验 加入水 振荡 观察现象 加入AgNO3溶液后振荡 观察现象 注意 不可用用湿润淀粉KI试纸鉴别 小结 2NO O2 2NO23NO2 H2O 2HNO3 NO4NO 3O2 2H2O 4HNO34NO2 O2 2H2O 4HNO36NOx 4xNH3 3 2x N2 6xH2O 催化剂 NO2 NO 2NaOH 2NaNO2 H2ONO2 SO2 NO SO3NO2 2KI H2O NO 2KOH I2 四 氨气 三角锥形 1 物性 气体的溶解性 下列可做喷泉实验的是 A HClB NO2C 1 4体积比的O2 NO2D CO2 下列装置可作为极易溶于水的气体的吸收装置的是 无色 刺激性气味 比空气轻 极易溶于水 四 氨气 2 化学性质 1 与水反应 2 与酸反应 3 与O2反应 4 与CO2反应 NH3 CO2 H2O NH4HCO3 NH3 CO2 H2O NaCl NH4Cl NaHCO3 四 氨气 三角锥形 3 制备 2NH4Cl Ca OH 2 CaCl2 2NH3 2H2O 思考 该发生装置还可以制取哪些气体 工业上如何制取NH3 4 用途 五 铵盐 1 物性 2 化性 不稳定性 与碱溶液的反应 强调 固体反应不写离子方程式 是铵盐的通性 可用于NH4的检验 NH4Cl NH3 HCl NH4HCO3 NH3 H2O CO2 NH4 OH NH3 H2O 候德榜先生是我国著名化学家 1920年他为了打破洋人的技术封锁 经过上千次试验 终于于1943年研究成功了联合制碱法 提高了原料利用率 降低生产成本 减少了对环境的污染 很快为世界所采用 硝酸的物理性质 1 纯硝酸是无色 有刺激性气味的液体 5 常用浓硝酸的质量分数为69 质量分数为98 以上的浓硝酸通常叫做 发烟硝酸 2 低沸点 83 易挥发 在空气中遇水蒸气呈白雾状 4 硝酸能以任意比溶解于水 3 密度比水大 六 硝酸 HNO3 开瓶瓶口有白雾发烟硝酸挥发性酸用浓硫酸制取与浓氨水产生白烟参与化学反应温度不宜过高 硝酸的化学性质 一元强酸 易挥发 不稳定 分解 强氧化性 1 见光或受热分解 硝酸的浓度越大 越容易分解 问题 久置硝酸为什么变黄 浓硝酸应如何保存 2 酸的通性 1 与指示剂作用 2 与活泼金属反应不产生H2 3 与碱和碱性氧化物反应 比较与CuO FeO的反应 4 与盐反应 比较与Na2CO3 Na2SO3的反应 稀硝酸与石蕊试液变红 加热不褪色 浓硝酸与石蕊试液变红 加热褪色 3 强氧化性 与还原性物质反应 如金属单质 非金属单质Fe2 I S2 SO2等 1 与金属反应 不产生氢气 N元素被还原 反应规律 分析Cu Fe分别与浓 稀硝酸反应 常温时 Fe Al遇浓硝酸也被钝化 a 几乎和所有金属 除金 铂等少数金属外 b 与任何金属反应均不生成H2 说明呈现氧化性的不是H 而是HNO3 但由于H 的量决定HNO3的量 所以硝酸发生化学反应时要特别关注H 的浓度 c 与金属反应硝酸既起氧化剂的作用 又起酸的作用 d 铁 铝遇冷浓HNO3发生钝化 其原因是在铁 铝表面氧化生成一层致密的氧化膜 阻止反应进一步发生 e Cu等较不活泼的金属与浓硝酸反应得到NO2 与稀HNO3反应得NO 可以以此反应制NO2和NO气体 f Mg Zn Fe等较活泼的金属与稀HNO3反应根据稀HNO3的浓度不同可得NO N2O N2 NH4NO3等不同产物 g 硝酸与变价金属 如Fe 反应 根据硝酸的量的多少分别得到低价 高价或两种价态共存的混合物 BCPSI2 HNO3 浓 H3BO3CO2H3PO4H2SO4HIO3 NO2 2 浓硝酸与非金属的反应 C S等 3 与一些还原性物质的反应 3Fe2 4H NO3 3Fe3 NO 2H2O 3FeO 10HNO3 稀 3Fe NO3 3 NO 5H2O 3H2S 2HNO3 稀 3S 2NO 4H2O 王水 浓硝酸和浓盐酸的体积比为1 3的混合物 4 与有机物的反应 硝化反应 硝基苯 三硝基甲苯 酯化反应 硝酸乙酯 硝化甘油 硝化纤维 CH3CH2ONO2 H2O 与含有苯环结构的蛋白质作用 呈黄色 5 硝酸的制备 实验室制法 NaNO3 H2SO4 浓 NaHSO4 HNO3 工业生产 药品 固体硝酸钠 浓硫酸装置 固液加热 曲颈甑 收集 冷凝 4NH3 5O2 4NO 6H2O2NO O2 2NO23NO2 H2O 2HNO3 NO尾气处理 NO2 NO 2NaOH 2NaNO2 H2O2NO2 2NaOH NaNO2 NaNO3 H2O H2SO4H2ONO2 Cu NO3 2NO2 小结 氮族元素的连续氧化 重要的推断突破口 相关方程式 4NH3 5O2 4NO 6H2ON2 O2 2NO2NO O2 2NO2 NO2 HNO3 NH4HCO3 N2 Mg3N2 NH3 H2O N的单质和化合物小结 七 磷及其化合物 1 磷有两种同素异形体 白磷和红磷2 同素异构体 由同种元素形成的不同的几种单质的现象 3 自然界中磷的存在 化合态 主要以Ca3 PO4 2存在于磷矿石中原因 磷在空气中易被氧化 磷单质比N2活泼 物理性质 4 白磷 红磷的物理性质 白磷 色 态 溶解性 毒性 着火点 白色蜡状 红棕色粉末 不溶于水 溶于CS2 不溶于水和CS2 剧毒 无毒 40 易自燃 240 红磷 保存 用途 密封 保存于冷水中 密封 防止吸湿 制高纯度磷酸 制安全火柴 火药 分子结构 P4正四面体键角60 结构复杂 不作要求 相互转化 白磷 红磷 隔绝空气加热到260 加热到416 升华后冷却 1 白磷的分子结构 2 红磷的分子结构 结构复杂 不作要求 P4 正四面体 键角为60 磷的分子结构 109 28 60 磷的化学性质 两种磷在物理性质上有很大的差异 但在化学性质基本相同 1 与氧的反应 P 5O2 2P2O5 冒白烟 2 与氯气的反应 2P 3Cl2 不足 2PCl3 液体 2P 5Cl2 足量 2PCl5 固体 点燃 点燃 点燃 白色烟雾 磷的化合物 1 五氧化二磷 P2O5 物性 白色固体 有强烈的吸水性 脱水性 作干燥剂 化性 P2O5 H2O 冷水 2HPO3 剧毒 P2O5 3H2O 热水 2H3PO4 无毒 2 磷酸 H3PO4 物性 无色透明晶体 有吸湿性 与水以任意比互溶 化性 是一种三元中强酸 电离不完全 高沸点非氧化性酸 制HIHBrH2S还原性挥发性酸 磷酸比硝酸稳定 不易分解 制法 高纯度磷酸制法 工业制法 Ca3 PO4 2 3H2SO4 2H3PO4 3CaSO4 4P 白磷 5O2 2P2O5 P2O5 3H2O 2H3PO4 点燃 热水 3 磷酸盐 1 种类 一种正盐 两种酸式盐 三种 2 转化关系 H3PO4 H2PO4 HPO42 PO43 OH OH OH H H H 3 三种盐的溶解规律 除K Na NH4 外 其余的正盐和一氢盐均不溶于水 所有的二氢盐均易溶于水 4 常见的磷肥 普钙 过磷酸钙 重钙 重过磷酸钙 Ca3 PO4 2 2H2SO4 Ca H2PO4 2 2CaSO4 普钙 Ca3 PO4 2 2H3PO4 3Ca H2PO4 2 重钙 注意 普钙和重钙在施用时不可与碱性物质混用 H2PO4 2OH PO43 2H2O 氮族元素 氮 N 磷 P 砷 As 锑 Sb 铋 Bi 金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱 N2 NH3 NO 结构 结构式 电子式 空间构型 化学键与分子极性 物性 易液化 极易溶于水 化性 与水反应 方程式 水溶液显碱性 与酸反应铵盐 不稳定性 与碱反应 结构 实验室制NH3 检验NH4 还原性 NO2 与氧气反应 与氮氧化物反应 与氯气反应 强氧化性 不稳定性 强酸性 HNO3 红磷 与还原性化合物反应 与非金属反应 与金属反应 P 热水 O2 P2O5 白磷 Cl2 H3PO4 具有酸的通性 PCl3 PCl5 思考与练习 1 下列各组化合物中均含有氮元素的是 A 葡萄糖和脂肪B 纤维素和核酸C 淀粉酶和核酸D 核苷酸和淀粉 2 土壤中缺氮时 植物首先表现出缺乏症的部位是 A 幼嫩器官B 老器官C 整个植株D 无规律 3 下列与固氮无关的是 A 合成氨B 根瘤菌与豆科植物的共生C 闪电D 硝化细菌的化能合成作用 4 NO分子因污染空气而臭名昭著 1997年三位美国科学家因发现NO还具有多种生物 化学功能而荣获诺贝尔生理和医学奖 研究表明 少量NO在生物体内各种组织中存在 具有扩张血管 免疫 增强记忆的功能 因此而成为当前生命科学的研究热点 NO被称为 明星分子 1 写出实验室中制取NO的离子方程式 2 氮的氧化物对环境的危害在于 A 破坏臭氧层B 造成酸雨C 与人体血红蛋白结合D 温室效应E 光化学烟雾 3 在含Cu的酶的活化中心 亚硝酸根离子可转化为NO 写出Cu与亚硝酸根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式 4 治疗心绞痛的药物硝化甘油 C3H5 ONO2 3 之所以具有扩张血管的作用 是由于在人体体液酶的作用下 硝化甘油缓慢氧化自发释放NO分子 同时生成CO2和H2O 试写出其反应式 Cu NO2 2H Cu NO H2O 2 4C3H5 ONO2 3 5O212CO2 10H2O 12NO 酶 5 A B C D E F G H I J 等10种物质与生命运动相关或与环境 能源等问题有关 它们之间在