高中化学竞赛辅导讲座-氮族元素

化学竞赛辅导讲座,元素化合物氮族元素,第一节通性,（1）周期表位置、元素种类、电子层结构、金属性递变？,（2）除N、P外，为什么其他元素难以形成离子型固态化合物？,（获得3个电子形成氧化数为III的离子较困难，Li3N、Mg3N2Na3P、Ca3P2存在）,（3）为什么Li3N、Mg3N2、Na3P、Ca3P2只存在干态？写出相应的离子方程式？,（4）为什么N只生成NF3，但可以生成PBr5、AsF5、SbCl5？,（电负性、杂化理论）,（5）V氧化态的氧化性如何变化？写出铋酸钠与硫酸锰的化学反应方程式？,（P（V）没有氧化性、Bi（V）有强氧化性、Bi（III）几乎没有还原性）,第二节氮,（1）氮元素在自然界的存在形式？,（如：游离态、硝石、蛋白质）,（ii)将氨气通过红热的氧化铜，可得到较纯的N2。,（iii)氨气通过溴水，除去杂质Br2（用Na2CO3）、H2O（用P2O5），可得到较纯的N2。,2NH33Br2N26H2O,（iv)2NaN3(l)=2Na(l)+3N2(g),(4)解释N2在3273K时只有0.1%解离。（保护气）,(5)N2的用途？,（合成氨，制化肥、硝酸、炸药等；保护气；冷冻剂）,（6）N形成化合物时的二个特征：（i）最大共价键数为4，其他为6（ii)氮氮间以重键结合成化合物：其他不易因为原子较小，2p轨道重叠较多，如CaC2、N3-、CN、N5,第三节氨和铵盐,1、氨,（1）熔沸点为什么高于同族的膦（PH3）？,（2）液态氨为什么可以做制冷剂？,熔化热为5.66kJ/mol气化热为23.35kJ/mol,(3)液氨的电离（K1.9X10-33-50),(4)K(H2O)=1.6x10-16(22)根据酸碱质子理论，请对比酸碱性酸性：NH3H2O；碱性：NH3H2O；NH2OH。,（4)碱金属液氨溶液：MnNH3Me（NH3）n（蓝色）,2M2NH33MNH2H2,（5）碱金属液氨溶液的作用:,（I)产生电子的试剂，可以不引起或引起化学键裂解。如：不引起化学键的裂解,引起化学键的裂解：液氨2NH4Cl2K2NH3H22KCl反应中电子和NH4中一个H结合生成1/2H2。,（II）强还原剂：液氨Pt（en)2I2+2K=Pt(en)2+2KI,（6）氨参加的反应类型：,（I）加合反应：能和许多金属形成络离子，Ag(NH3)2+、Cu(NH3)42+原因？,Lewis酸碱理论，可以与Lewis酸加合：BF3NH3F3B：NH3NH3H2ONH3。H2O；NH3HClNH4Cl,（II）氧化反应：4NH33O22N26H2O4NH35O24NO6H2O3Cl22NH3N26HCl3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl3Cl2+NH3=NCl3+3HCl,氨与水的相应化合物的比较：KNH2KOH；CH3NH2CH3OH；Ca（NH2）2Ca（OH）2；N2H4H2O2；PbNHPbO；P3N5P2O5；Hg（NH2）ClHg（OH）Cl；CaCN2CaCO3；Ca3N2CaO；NH2ClHOCl,3Mg2NH3Mg3N23H2；Mg2H2OMg(OH)2+H2,为什么银氨溶液用后要及时处理？（Ag2NH、Ag3N有爆炸性）,2、铵盐,（1）热分解：NH4HCO3NH3H2OCO2NH4Cl=NH3+HClNH4NO3=N2+2H2O(NH4)2Cr2O7=N2+Cr2O3+4H2ONH4NO3=N2O+2H2O,(2)鉴定：（I）NH4OHNH3H2O（II）用Nessler试剂（K2HgI4的KOH溶液）,思考：但是Fe3、Co2、Ni2、Cr3、Ag以及S2对鉴定有干挠作用，为什么？,3、氨的衍生物,(1)肼,N2H4H2ON2H5OHN2H5H2ON2H62OH,（2）羟氨（I）,NH2OHH2ONH3OHOH,（3）氮化物（水解）,（4）氢叠氮酸,第四节氮的氧化物,1、各种氧化物的分子结构：,2、等电子体,NO、N2、CO、CN价电子数为10。,NO2（硝酰）、CO2、N2O、OCN、N3价电子数为16。,3、奇电子分子：,NO、NO2易聚合,第五节亚硝酸及盐,1、生成：,2、两种配位形式：,ONO叫亚硝酸根、NO2叫硝基,3、NO2与O3互为等电子体（写出电子式),第六节硝酸及硝酸盐,1、硝酸的实验室和工业制法；,2、硝酸的结构,3、硝酸的强氧化性（钝化金属：Fe、Cr、Al）,4、王水为什么能溶解Au、Pt？AuHNO34HClHAuCl4NO2H2O,强氧化性强配位,5、硝酸根的结构（与碳酸根对比）,6、依据硝酸盐的分解规律写出分解方程式：2NaNO32NaNO2O22Cu（NO3）22CuO4NO2O2（MgCu)2AgNO32Ag2NO2O2,(1)LiNO3(2)Sn(NO3)2(3)Fe(NO3)2,第七节磷,1、三种同素异形体,2、磷的成键特征：,第八节磷的氧化物、含氧酸及其盐,1、氧化物的构性,2、含氧酸的分子结构：,3、通过计算说明NaH2PO4溶液为什么显酸性？H2PO4H2OHPO42H3OK26.3x10-8H2PO4-+H2O=H3PO4+OH-K=1.3x10-12,4、通过计算说明Na2HPO4溶液为什么显碱性？HPO42-+H2O=H2PO4-+OH-K=1.6x10-7HPO42-+H2O=PO43-+H3O+K3=4.4x10-13,5、磷酸根的结构与等电子体,ClO4-、SO42-、SiO44-有四个键，一个58,H3PO4=H+H2PO4-K1=7.6x10-3,(2)H+=,第九节卤化磷,1、三卤化磷：,Cl3PBBr3Cl3PBBr3（加合反应）,2、五卤化磷：,（1)水解：PCl5H2OPOCl32HClPOCl33H2OH3PO43HClPCl5=POCl3RClHCl,（2）构型sp3d杂化,（3）加合物,PCl5AlCl3PCl4+AlCl4-,PCl5+PCl5=PCl4+PCl6-,PBr5=PBr4+Br-,硫化磷（P4S3、P4S5、P4S7、P4S10）,练习题,一、Sb2S3能溶于Na2S或Na