氮族元素-精品ppt课件

1、第一章第一章 氮族元素氮族元素一、氮族元素在周期表中的位置及元素的称号和符号一、氮族元素在周期表中的位置及元素的称号和符号 第第VA族族称号称号 符号符号氮氮 磷磷 砷砷 锑锑 铋铋NPAsSbBi原子半径逐渐增大原子半径逐渐增大-3、+1 、+2、+3、+4、+5-3、+3、+5+3、+5主要化合价主要化合价密度密度熔沸点熔沸点升高升高升高升高降低降低升高升高非金属性减弱非金属性减弱金金属属性性加加强强二、氮族元素气态氢化物的稳定性二、氮族元素气态氢化物的稳定性NH3 PH3 AsH3 BiH3为固态为固态三、最高价氧化物对应的水化物的酸性三、最高价氧化物对应的水化物的酸性HNO3 H3PO

2、4 H3AsO4 H3SbO4硝酸硝酸 磷酸磷酸 砷酸砷酸 锑酸锑酸HNO2 H3PO3 H3AsO3 H3SbO3亚硝酸亚磷酸亚砷酸亚锑酸亚硝酸亚磷酸亚砷酸亚锑酸第一节第一节 氮和磷氮和磷一、氮气一、氮气1、氮元素的存在及单质的物理性质、氮元素的存在及单质的物理性质 游离态方式存在于空气中游离态方式存在于空气中 化合态方式存在于多种无机物及有机物中化合态方式存在于多种无机物及有机物中存在存在物理物理性质性质 无色无味的气体、密度比空气小；无色无味的气体、密度比空气小； 难溶于水，难溶于水，1体积水溶解体积水溶解0.02体积的氮气。体积的氮气。2、氮气的分子构造和化学性质、氮气的分子构造和化学

3、性质分子构造分子构造电子式电子式NN构造式构造式N NN N键很结实，氮分子的构造很稳定。化学性质不活泼键很结实，氮分子的构造很稳定。化学性质不活泼难与其它物质发生化学反响难与其它物质发生化学反响问：问： 氮的非金属性与氮气的活泼性氮的非金属性与氮气的活泼性氧化性一致吗？氧化性一致吗？氮的非金属性与氮气的活泼性氧化性氮的非金属性与氮气的活泼性氧化性不一致不一致 氮元素的非金属性比较强氮元素的非金属性比较强 氮气的活泼性氧化性比较弱，氮气的活泼性氧化性比较弱，表现出表现出“惰性惰性思索题思索题化学性质化学性质 在高温、高压、催化剂、放电等条在高温、高压、催化剂、放电等条件下反响件下反响1氮气与氢

4、气的反响工业合成氨氮气与氢气的反响工业合成氨N2+3H2 2NH3 +Q高温、高压高温、高压催化剂催化剂2氮气与氧气的反响氮气与氧气的反响N2+O2=2NO放电放电2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+No留意比较留意比较NO与与NO2气体的物理性质区别：气体的物理性质区别： 颜色、形状、气味毒性、溶解性等；颜色、形状、气味毒性、溶解性等；NONO2颜色、形状颜色、形状无色气体无色气体红棕色气体红棕色气体气味气味-有刺激性气味有刺激性气味溶解性溶解性难溶于水难溶于水易溶于水且与易溶于水且与水反响水反响毒性毒性有毒性有毒性 有毒性有毒性搜集方法搜集方法排水法排水法向上排空气法向上排

5、空气法3与金属反响与金属反响高温条件下能与高温条件下能与Na、Mg、Ca、Ba等反响生成金属氮化物等反响生成金属氮化物3Mg+N2=Mg3N2氮化镁氮化镁 高温高温镁在空气中熄灭的产物是什么？镁在空气中熄灭的产物是什么？ 3Mg+N2=Mg3N2氮化镁氮化镁 高温高温2Mg+O2=2MgO氧化镁氧化镁 点燃点燃Mg3N2仅存在于干态，遇水剧烈水解仅存在于干态，遇水剧烈水解Mg3N2+ 6H2O= 3Mg(OH)2 +2NH3一、一、1molMg在足量的氮气、空气、纯氧气、二在足量的氮气、空气、纯氧气、二氧化碳气体中熄灭生成氧化碳气体中熄灭生成 的固体质量由大到小的的固体质量由大到小的陈列次序是

6、陈列次序是_.思索题思索题 二氧化碳二氧化碳 氧气氧气 空气空气 氮气氮气2Mg + O2 = 2MgO 40g点燃点燃3Mg + N2 = Mg3N2 100/3g点燃点燃2Mg + CO2 = 2MgO +C 46g 点燃点燃1mol镁在空气中熄灭生成的质量一定在镁在空气中熄灭生成的质量一定在100/3g40g之间之间 二、足量的镁在二、足量的镁在1mol空气、氮气、氧气、二空气、氮气、氧气、二氧化碳中熄灭生成的固体质量由大到小的次序是氧化碳中熄灭生成的固体质量由大到小的次序是_.2Mg + O2 = 2MgO 80g点燃点燃3Mg + N2 = Mg3N2 100g点燃点燃2Mg + C

7、O2 = 2MgO +C 92g 点燃点燃氮气氮气 空气空气二氧化碳二氧化碳 氧气氧气在在1mol空气中熄灭其生成的质量一定在空气中熄灭其生成的质量一定在80g100g之间之间生成生成0.4molMgO，16g0.8molMg3N280g共共96g NO2在雨水中与水反响生成硝酸，硝酸与土壤中的矿物在雨水中与水反响生成硝酸，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。质作用生成能被植物吸收的硝酸盐，可促进植物的生长。 NO和和NO2是大气的污染物。空气中的是大气的污染物。空气中的NO2是呵斥光化学是呵斥光化学 烟雾的主要要素。烟雾的主要要素。3、氮气的用途、氮气的用途

8、 是合成氨、制硝酸的重要原料；是合成氨、制硝酸的重要原料； 作维护气作维护气焊接金属，充填灯泡，储存粮食、水果等；焊接金属，充填灯泡，储存粮食、水果等； 冷冻剂冷冻剂冷冻麻醉条件下做手术；冷冻麻醉条件下做手术； 制造低温环境制造低温环境制超导资料。制超导资料。 在日光照射下，由大气污染物在日光照射下，由大气污染物NO2、碳氢化合物与空、碳氢化合物与空气中的氧反响生成多种产物，使天空中弥漫着棕色的浓气中的氧反响生成多种产物，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，对眼睛有剧烈的雾，使能见度降低，产生异常的臭味，对眼睛有剧烈的刺激作用，这种景象称为光化学烟雾。刺激作用，这种景象称为

9、光化学烟雾。 2NO2 N2O4红棕色气体红棕色气体无色气体无色气体4、自然界氮的固定、自然界氮的固定氮的固定氮的固定-把大气中的氮转化为氮的化合物把大气中的氮转化为氮的化合物人工固定人工固定工业上用氮气合成氨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。硝酸盐或铵盐，硝酸盐。自然固定自然固定雷电时大气中有氮的氧化物生成以及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。中的氮气转化为硝酸盐。空气中空气中的氮气的氮气动物动物氨或铵盐氨或铵盐硝酸盐硝酸盐植物植物亚硝

10、酸盐亚硝酸盐工工 厂厂豆科植物豆科植物细菌分解细菌分解雷雷 电电遗遗 体体遗遗体体5、自然界中氮的循环过程、自然界中氮的循环过程NO与NO2的性质实验 1、如以下图所示，当用分液漏斗向烧瓶中渐、如以下图所示，当用分液漏斗向烧瓶中渐渐注入水后，假设试管内液面仍坚持原来位置，渐注入水后，假设试管内液面仍坚持原来位置，那么进入试管中的氧气与原来一氧化氮的物质那么进入试管中的氧气与原来一氧化氮的物质的量之比是的量之比是_。7/4思索题思索题2、写出以下方程式、写出以下方程式 用排水法搜集用排水法搜集12mlNO于试管中，然后向倒立于水于试管中，然后向倒立于水槽中的该试管内间歇地通入氧气至完全反响。槽中

11、的该试管内间歇地通入氧气至完全反响。 用排水法搜集用排水法搜集12mlNO2于试管中，然后向倒立于水于试管中，然后向倒立于水槽中的该试管内间歇地通入氧气至完全反响。槽中的该试管内间歇地通入氧气至完全反响。4NO +3O2 +2H2O = 4HNO34NO2 + O2 +2H2O = 4HNO33、用排水法搜集、用排水法搜集12mlNO于试管中，然后向倒立于水槽中于试管中，然后向倒立于水槽中的该试管内间歇地通入氧气共的该试管内间歇地通入氧气共12ml ，以下说法正确的选项，以下说法正确的选项是是 A、剩余氧气、剩余氧气 B、剩余、剩余NOC、试管中气体为红棕色、试管中气体为红棕色D、试管内气体先

12、变为红棕色，后红棕色消逝，反复几次，、试管内气体先变为红棕色，后红棕色消逝，反复几次，最后剩余无色气体最后剩余无色气体A D 有关混合气体有关混合气体NO2、NO、O2、CO2、H2O的计算技巧的计算技巧1 1、NO NO 与与 NO2 NO2 混合气体溶于水混合气体溶于水 反响：反响：3NO2+H2O=2HNO3+NO3NO2+H2O=2HNO3+NO V VNO2NO2 1/3V 1/3VNO2NO2 反响最后得到的气体是反响最后得到的气体是NONO。 体积体积V V总总 =V =VNONO+1/3V+1/3VNO2NO22 2、NO NO 与与 O2 O2 的混合气体溶于水的混合气体溶于

13、水 反响：反响：4NO +3O2 +2H2O = 4HNO34NO +3O2 +2H2O = 4HNO3假设假设V VNONO V VO2O2= 4 3= 4 3，那么容器内无气体剩余，水可，那么容器内无气体剩余，水可 充溢容器。充溢容器。假设假设V VNONO V VO2O2 4 3 4 3，那么容器内剩余气体为过量，那么容器内剩余气体为过量 的的NONO。假设假设V VNONO V VO2O2 4 3 4 1 4 1，那么，那么NO2NO2过量，容器内剩余气过量，容器内剩余气 体为的体为的NONO，体积为过量的，体积为过量的 NO2 NO2的的 1/3 1/3。假设假设V VNO2NO2

14、V VO2O2 4 1 4 1，那么，那么O2O2过量，容器内剩余气体过量，容器内剩余气体 为过量的为过量的O2 O2 。4、NO2、NO 与与 O2 三种气体溶于水三种气体溶于水 反响：反响： NO2 +NO+O2 +H2O = 2HNO3假设假设VNO2 VNO2 VO2=1 1 1，那么容器内无，那么容器内无 气体剩余，水可充溢容器。气体剩余，水可充溢容器。假设按假设按1 1 1反响后，仍有某两种或一种气体多余可按前面例题反响后，仍有某两种或一种气体多余可按前面例题进展判别。进展判别。5、CO2、NO 混合气体经过混合气体经过 Na2O2 时的讨论时的讨论反响：反响：2Na2O2+2CO

15、2=2Na2CO3+O2 2NO +O2 = 2NO2假设假设 VCO2 VNO；反响后气体总体积为原；反响后气体总体积为原 混合气体体积的混合气体体积的1/2。假设假设 VCO2 VNO；反响后气体减少的体积即；反响后气体减少的体积即 为原为原CO2的体积。的体积。 1、把、把40mlNO和和NO2的混合气体与的混合气体与20mlO2同时通入倒立在水同时通入倒立在水槽中盛满水的量筒里，充分反响后，量筒里还剩下槽中盛满水的量筒里，充分反响后，量筒里还剩下5ml气体，气体，求原混合气体中求原混合气体中NO和和NO2的体积各是多少的体积各是多少ml？气体体积均？气体体积均是在一样条件下测得是在一样

16、条件下测得假设氧气过量，假设氧气过量，VNO=10ml，VNO2=30ml假设氧气缺乏，假设氧气缺乏，VNO=27.5ml，VNO2=12.5ml 2、室温时，在容积为、室温时，在容积为90ml的大试管里充溢的大试管里充溢NO2气体，然后气体，然后倒置在水里，至试管内液面不再上升时，再通入一定量的氧倒置在水里，至试管内液面不再上升时，再通入一定量的氧气，那么试管内液面继续上升，最后试管内留有气，那么试管内液面继续上升，最后试管内留有10ml气体。问：气体。问：1这这10ml能够是什么气体？能够是什么气体？2通入氧气的体积是多少？通入氧气的体积是多少？1假设假设10ml为为NO，那么通入氧气为，

17、那么通入氧气为15ml2假设假设10ml为为O2，那么通入氧气为，那么通入氧气为32.5ml练习题练习题3、现有、现有NO2和和O2的混合气体共的混合气体共12ml，与水充分反响后剩余，与水充分反响后剩余 2ml气体，试计算原混合气体中气体，试计算原混合气体中NO2和和O2能够各为多少能够各为多少ml？ 气体体积均为规范形状下的体积气体体积均为规范形状下的体积4、规范形状下，将、规范形状下，将7.84mlCO2和和O2的混合气体，先经过足的混合气体，先经过足量量Na2O2充分反响，再将反响后气体能通入倒扣在水中充充分反响，再将反响后气体能通入倒扣在水中充 有有8.96mlNO的试管中，边通气边

18、悄然摆动，反响终了，试的试管中，边通气边悄然摆动，反响终了，试管内剩余气体管内剩余气体0.56ml，试计算原混合气体的组成。，试计算原混合气体的组成。当当O2过量时，过量时，VO2=6.72ml, VCO2=1.12ml当当O2缺乏时，缺乏时，VO2=4.76ml, VCO2=3.08ml当当O2过量时，过量时，VO2=4ml, VNO2=8 ml当当O2缺乏时，缺乏时，VO2=1.2ml, VNO2=10.8ml5、将、将VmlNO和和NO2的混合气体经过水吸收后，得到的混合气体经过水吸收后，得到aml无无色气体色气体A，将此无色气体，将此无色气体A与等体积与等体积O2混合，再经过水充分混合

19、，再经过水充分吸收后，搜集到吸收后，搜集到5ml气体气体B。试回答：。试回答：1A气体是什么气体？气体是什么气体？B气体是什么气体？气体是什么气体？2A气体的体积是多少气体的体积是多少ml？3V的取值范围为多少？的取值范围为多少？1 A为为NO，B为为O2 2A的体积是的体积是20ml3V的取值范围是的取值范围是2060ml6、将、将20mlNO2和和NH3的混合气体，在一定条件下充分反响，的混合气体，在一定条件下充分反响， 化学方程式是化学方程式是6NO2+8NH3=7N2+12H2O，知参与反，知参与反 应的应的NO2比比NH3少少2ml气体体积均在一样条件下测定气体体积均在一样条件下测定

20、 原混合气体中原混合气体中NO2和和NH3的物质的量之比是多少？的物质的量之比是多少？答案：答案：3 2 3 77、容积为、容积为27ml的试管中充入的试管中充入24mlNO2和和3mlO2，然后倒，然后倒置水槽中，至水不再上升为止，最后试管中剩余什么气体，置水槽中，至水不再上升为止，最后试管中剩余什么气体，其体积为多少其体积为多少ml？4mlNO8、盛满、盛满18mlNO2和和N2混合气体的试管倒立在水中，混合气体的试管倒立在水中， 最后试管中留下最后试管中留下10ml气体，求原混合气体中气体，求原混合气体中NO2和和N2的体积比。的体积比。 2 19、NO2、NH3、O2的混合气体的混合气

21、体26.88L经过足量稀经过足量稀 H2SO4后，溶液质量添加后，溶液质量添加45.76g，气体体积缩，气体体积缩 小至小至2.24L气体体积均已换算到规范情况，气体体积均已换算到规范情况， 求原混合气体的平均相对分子质量。求原混合气体的平均相对分子质量。 40.6 40.8练习题练习题1、某无色混合气体能够由、某无色混合气体能够由NH3、HCl、NO2、NO、 Cl2、CO2等几种气体组成，将等几种气体组成，将100ml混合气体经混合气体经过足量的浓硫酸后，气体体积减少了过足量的浓硫酸后，气体体积减少了30ml，再经，再经过足量的过足量的Na2O2固体气体体积又减少了固体气体体积又减少了30ml，且，且气体变为红棕色，再将红棕色气体经过足量的水气体变为红棕色，再将红棕色气体经