高二化学 第一节 氮族元素可加密.pptVIP

氮族元素 第一章 氮族元素在周期表中的位置 氮族元素 在周期表中位置 7n 氮 15p 磷 33as 砷 51sb 锑 相似性递变性 1 最外层都有5个电子 主要化合价 2 气态氢化物的通式 3 最高价氧化物对应的水化物通式为 原子结构 单质物性 化学性质 核电荷数增大 电子层增多 原子半径增大 熔沸点先升高后降低 单质密度增大 单质氧化性减弱 最高价氧化物对应水化物的酸性减弱 氢化物的稳定性减弱 83bi 铋 第 a族 元素符号和名称 hro3或h3ro4 rh3 3 3和 5 氮族元素的非金属性比同周期的碳族强 比氧族卤族元素弱 单质的性质 颜色 状态 密度 熔沸点 无色 白 黄或红棕色 灰色 银白色 银白色 微红 气 固 逐渐增大 小 大 小 一 氮气 1 物理性质 纯净的氮气是一种无色无味的气体 难溶于水 难液化 密度比空气略小 与空气密度相近 只能用排水法收集n2 2 n2的结构 电子式 第一节氮和磷 问 氮的非金属性与氮气的活泼性 氧化性 一致吗 氮的非金属性与氮气的活泼性 氧化性 不一致 氮元素的非金属性比较强氮气的活泼性 氧化性 比较弱 表现出 惰性 思考题 拆开1mol分子所需要的能量 3 n2的化学性质 1 与h2反应 2 与o2反应 在试管中充满no2气体 倒立在水中 发生的现象 n2 o2 2no 放电 2no 无色 o2 2no2 红棕色 3no2 h2o 2hno3 no 工业上制硝酸的原理 工业上合成氨的反应原理 思考 2 no2是否是hno3的酸酐 hno3的酸酐是什么 3 解释下列现象 a 雷雨长庄稼b 汽车的尾气里有no no2 讨论 no2在雨水中与水反应生成硝酸 硝酸与土壤中的矿物质作用生成能被植物吸收的硝酸盐 可促进植物的生长 no和no2是大气的污染物 空气中的no2是造成光化学烟雾的主要因素 在日光照射下 由大气污染物no2 碳氢化合物与空气中的氧反应生成多种产物 使天空中弥漫着棕色的浓雾 使能见度降低 产生异常的臭味 对眼睛有强烈的刺激作用 这种现象称为光化学烟雾 2no2n2o4 红棕色气体 无色气体 高温条件下能与na mg ca ba等反应生成金属氮化物 镁在空气中燃烧的产物是什么 3 与金属反应 4 氮的存在 游离态 大气中n2的体积比为78 质量比为75 化合态 无机物中 如硝酸钾等 有机物中 如蛋白质 核酸等 氮的循环 氮的固定 把大气中的氮转化为氮的化合物 人工固定 工业上用氮气合成氨在放电条件下制备氮的氧化物再合成硝酸盐或铵盐 硝酸盐 自然固定 雷电时大气中有氮的氧化物生成以及豆科作物根瘤中的固氮菌常温下将空气中的氮气转化为硝酸盐 5 氮气的用途 是合成氨 制硝酸的重要原料 作保护气 焊接金属 充填灯泡 贮存粮食 水果等 冷冻剂 冷冻麻醉条件下做手术 制造低温环境 制超导材料 1 物理方法 2 化学方法 6 n2的制法 一 1molmg在足量的氮气 空气 纯氧气 二氧化碳气体中燃烧生成的固体质量由大到小的排列次序是 思考题 二氧化碳 氧气 空气 氮气 1mol镁在空气中燃烧生成的质量一定在100 3g 40g之间 二 足量的镁在1mol空气 氮气 氧气 二氧化碳中燃烧生成的固体质量由大到小的次序是 氮气 空气 二氧化碳 氧气 在1mol空气中燃烧其生成的质量一定在80g 100g之间 生成0 4molmgo 16g 0 8molmg3n2 80g 共96g 氮的化合物 知识主线 化合价变化 二 氮的氧化物 n2onon2o3no2 n2o4 n2o5 1 一氧化氮 无色 有毒 与血红蛋白结合 难溶于水的气体 极易与氧气反应生成二氧化氮 明星分子 2no o2 2no2 2 二氧化氮 红棕色 有刺激性气味的有毒的气体 易液化 密度比空气大 溶于水跟水反应生成硝酸和一氧化氮 强氧化性 与n2o4 无色 可相互转化 3no2 h2o 2hno3 no no2 so2 no so3 2no2n2o4 no2 2ki h2o no 2koh i2 通常情况下纯的二氧化氮是纯净物吗 有哪几种 如何区别二氧化氮气体和溴蒸气 水溶法 硝酸银溶液试验法 萃取法 能用湿润的淀粉ki试纸鉴别no2和溴蒸气吗 no2 2ki h2o no 2koh i2 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 无色 难溶 红棕色 易溶 刺激性味 3 no o2 no2与h2o反应的计算 例1 将装有30ml的no和no2混合气体的试管倒置在水中 反应后剩余16ml气体 求原混合气体中no和no2的体积组成 1 no2 no 或n2 溶于水 一般用差量法 用到的化学方程式 3no2 h2o 2hno3 no 例2 将no和o2以1 1的体积比装满试管 将此试管倒置与水中 求反应后的剩余气体占原气体的体积百分比 2 no o2溶于水 用到的化学方程式 2no o2 2no23no2 h2o 2hno3 no 合并后的化学方程式 4no 3o2 2h2o 4hno3 4 3 容器内无剩余气体 水可充满容器v no v o2 4 3 容器内剩余气体为过量的no 4 3 容器内剩余气体为过量的o2 例3 将装有50mlno2的试管倒置于水中 通入o2直到剩余气体的体积为10ml 则通入的o2体积为多少ml 3 no2 o2溶于水 用到的化学方程式 3no2 h2o 2hno3 no2no o2 2no2 合并后的化学方程式 4no2 o2 2h2o 4hno3 4 1 容器内无剩余气体 水可充满容器v no2 v o2 4 1 no2过量 容器内剩余气体为no 4 1 o2过量 容器内剩余气体为过量的o2 4 no o2 no2溶于水 可先求出no2和h2o反应生成的no 然后按 2 进行计算 用到的化学方程式4no 3o2 2h2o 4hno34no2 o2 2h2o 4hno33no2 h2o 2hno3 no 5 将等体积的o2 no2混合气体倒置于水中 最终液面上升的高度与试管长度的比值是多少 6 在相同条件下 分别将下列装有混和气体的三支相同试管 等体积no no2 等体积no o2 等体积o2 no2倒置于水中 则反应后液面上升高度最高的是几号试管 7 容积是20ml的试管中 盛有no no2各10ml 倒置于水中 体积变为多少 再通入12mlo2 最终剩余气体的体积是多少 8 盛有12mlno气体的试管倒置于水槽中 通入一定量氧气后充分反应 试管内气体体积为4ml 则通入o2的体积可能为多少ml 9 把充满no2 o2的混合气体的量筒倒置于水中 充分反应后 保持气体压强不变 水进入量筒体积的一半处停止 求混合气体no2与o2的体积比 例1 同温同压下 在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体 它们是 no和no2 no2和o2 nh3和n2 现将3支试管均倒置于水槽中 充分反应后 试管中剩余气体的体积分别为v1 v2 v3 则下列关系正确的是 a v1 v2 v3b v1 v3 v2c v2 v3 v1d v3 v1 v2 b 有关反应为 3no2 h2o 2hno3 no 4no2 o2 2h2o 4hno3 各取气体4体积 则剩余气体 中为 4 4 3 体积no 中为3体积o2 中为4体积n2 例2 某no和no2的混合气体 在标准状况下的密度为1 875g l 将盛此气体的试管倒立在水槽中 到水位不再上升为止 剩余气体的体积为原混合气体的 a 1 2b 1 3c 1 4d 1 5 a 混合气平均相对分子质量为1 875 22 4 42 据十字交叉法求得no和no2的体积比为1 3 设原为4体积 则反应后体积为2 解析 题中没有明确剩余5ml是何种气体 故有两种可能 1 当剩余5mlo2时肯定无no2 设no2体积为x由4no2 o2 2h2o 4hno3可得x x 4 5 40 x 28 即no228ml o212ml v no2 v o2 7 3 2 当剩余5ml为no时 肯定无o2 设o2为y 由4no2 o2 2h2o 4hno3 3no2 h2o 2hno3 no 可得4y y 15 40 y 5 即no235ml o25ml v no2 v o2 7 1 例3 由no2和o2组成的混合气40ml 通过足量的水吸收后剩下5ml气体 则原混合气体中no2和o2的体积比为 a 1 3b 1 1c 7 1d 7 3 cd 例4 同温同压下 两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满 nh3 no2 进行喷泉实验 经充分反应后 瓶内溶液的物质的量浓度大小关系为 a b c d 不能确定 延伸 拓展 c 设圆底烧瓶的体积为vl 所含气体的物质的量为xmol 则 c nh3 x vmol l而3no2 h2o 2hno3 no c hno3 2x 3mol 2 3vl x vmol l 规律 只要在同温同压下 单一气体 或某一气体中混有空气 如进行 喷泉 实验 在h2o中 后所得溶液的浓度均相同 它与液体上升高度无关 如在标准状况下 则浓度为1 22 4mol l 例5 有混合气体x 它是由no h2 co2组成 通入足量的na2o2后 变成混合气体y 将y用电火花引燃使其充分反应 只得到浓度为70 的hno3溶液 无其他任何气体 求x中各气体体积之比 解析 设noamol h2bmol co cmol o2c 2mol2h2 o2 2h2o4no 3o2 2h2o 4hno321434bb 2a c 2 b 2 a4 a 3 c 2 b 2 63a 30a 2b 32 c 2 70 2c 2b 3a8c b 30a解得 a b 2 c 7b 4a b c b 2 b 7b 4 2 4 7 拓展 氮的氧化物跟氧混合后溶于水的数量分析 1 磷的存在 自然界中不存在游离态的磷 主要以磷酸盐 ca3 po4 2 形式存在于矿石中 少量的存在于动物的骨组织和神经组织中 植物的果实和幼芽中 三 磷及其化合物 分子式 ca5 po4 3f 磷灰石 分子式 fe3 po4 2 8h2o 蓝铁矿 分子式 al po4 2h2o 磷铝石 2 磷的化学性质 讨论 1 白磷与红磷的化学性质是否相同 2 试从磷的价态和原子结构上推测磷单质的化学性质 磷具有氧化性 磷具有还原性 磷具有氧化性 a与氢气反应 b与钠反应 p 3na na3p 0 3 0 3 3 n cl n p 5时生成什么物质呢 2p 3cl2 不足 2pcl3 无色液体 2p 5cl2 足量 2pcl5 白烟 点燃 点燃 i既生成pcl3又生成pcl5 磷具有还原性 p2o5极易吸水是一种强干燥剂 pcl3 cl2 pcl5 白烟 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 3 磷的同素异形体 白磷和红磷的性质 思考 白磷与红磷在性质上的差别可能是由什么原因产生的 是由白磷与红磷的分子结构不同而引起的 物性异 化性似 互转化 同素异形体的特点是 6 一个白磷分子中有 个共价键 有 对共用电子对 白磷的分子式为 6 p4 甲烷分子键角109 28 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 红磷和白磷在一定条件下可以相互转化 这一变化属于a物理变化b化学变化c氧化 还原反应d非氧化 还原反应 红磷白磷 隔绝空气 思考 4 磷的贮存和用途 密闭容器 量少时保存在水中 密闭保存 制高纯度磷酸 制燃烧弹 烟雾弹 制高纯度磷酸 制农药 安全火柴 火柴皮的棕红色物质就是生火剂 红磷和三硫化二锑的混合物 火柴头是氧化剂 kclo3 mno2 和还原剂 易燃物质 kclo3 mno2 s 红磷 sb2s3 安全火柴的起火原因 讨论下列实验现象 并写出有关化学方程式 1 想一想 刚擦燃火柴后有什么现象发生 2 把火柴头放入真空的试管中加热 又有什么现象发生 火柴头kclo3 mno2 s 5kclo3 6p 3p2o5 5kcl 热量s o2 so2 热量c o2 co2 热量 赛跑时 发令枪口同时产生大量白色烟雾 据分析分析发令枪所用的 火药纸 里含有kclo3和红磷 此混合物经撞击剧烈反应发生剧响 此反应的反应式为 产生白色烟雾的原因 5kclo3 6p 3p2o5 5kcl 生成的p2o5吸收空气中的水蒸气所致 5 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 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 3 磷酸盐 h3po4 naoh nah2po4 酸性 h2oh3po4 2naoh na2hpo4 微碱性 2h2oh3po4 3naoh na3po4 碱性 3h2o 4 请写出磷酸和氢氧化钠反应的方程式 若1molh3po4与1 5molnaoh完全反应 它的产物是什么 no2能被碱液吸收 2no2 2naoh nano2 nano3 h2ono no2的混合气体也能被碱液吸收 no no2 2naoh 2nano2 h2o思考 在混合气体中 当n no2 n no 为多少时 气体能被全部吸收 当n