氮族元素复习.ppt

1、高考总复习,非金属元素 之氮族元素,1、以元素周期律为指导，掌握该族元素的非金属性及其重要性质的递变规律，并和相邻的氧族、卤素进行比较。 2、以氮元素为代表，了解氮族元素的单质及其重要化合物的性质及用途。 A、理解氮分子结构特点，理解氮气的性质和用途。 B、根据氨分子的结构特点，掌握氨的性质、制法、用途，掌握铵盐的特性ei 和检验方法。 C、比较并掌握氮的两种重要氧化物NO和NO2的性质。 D、掌握硝酸的重要性质和用途，工业上氨的催化氧化法 3、了解磷及其化合物的性质。,本专题学习目标,一、氮族元素：,（在周期表中位置：第A 族）,7N,15P,33As,51Sb,相似性 递变性,1、最外层都

2、有5个电子，化合价主要有-3、+3和+5,2、气态氢化物的通式：RH3,3、最高价氧化物对应的水化物通式为HRO3 或H3RO4,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,氮 及 其 化 合 物,二、氮气（N2）,1、氮的原子结构,知识主线：,N2的电子式：,-3 0 +2 +4 +5,1、物理性质：,2、化学性质：,3、氮的固定：,4、制法：,5、用途：,标况下，= 2822.4 = 1.25（g/L）,分离空气,N2+3H2 2NH3 N2+3Mg

3、Mg3N2 N2+O2 2NO,高温高压,催化剂,点燃,放电,（氧化性）,人工固氮,自然固氮 (雷雨发庄稼),（氧化性）,（还原性）,N2 化合态氮,根瘤菌,氮气（N2）的分子结构为：NN，结构非常稳定。所以化学性质很稳定。,合成氨、硝酸的主要原料；焊接金属，罐头食品的保护气；液氮作冷冻剂，麻醉；创造低温环境,三、氮的氧化物,N2O NO N2O3 NO2（N2O4） N2O5,氮的氧化物-NO与NO2的性质比较,无色，刺激性气味难溶于水的气体,红棕色，刺激性气味,易液化； 密度比空气大,有毒（机理同CO）,有毒,3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO,2NO + O2 = 2NO2,

4、NO + NO2 + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O 2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O,NO,I2,NO2,N2,NaNO2,HNO3,SO3,N2O4,NO2+SO2=NO+SO3 NO2+2KI+H2O=NO+2KOH+I2,2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO,催化剂 催化剂 6NO +4NH3=5N2 +6H2O 6NO2 +8NH3=7N2+12H2O, SO2,KI +H2O,3Cu + 8HNO3（稀）= 3Cu(NO3)2 +2NO + 4H2O Cu + 4HNO3（浓）= Cu(NO3)2+ 2NO2 + 2

5、H2O,NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O,练习1,NO、NO2、O2混合的问题练习：活页288/15,重点方程式,2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO,4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3,4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3,见P77探究点三/3 习题1、2、3 练习活页288/13 P85/8窥探高考,练习2,创新设计P75疑点辨析3 P78探究点三例1、例2 P287/2、7、10 作业 P287/8、11、16、17,四、氨气,1、物性：,无色，刺激性气味，比空气轻，极易溶于水。,3、化学性质：,（1）与水反应：,（2）碱性：与

6、酸反应,（3）还原性与O2反应：,2、化学式、电子式、结构式、空间结构,（4）络合反应,2NH3 + Ag+ = Ag(NH3)2+ 4NH3+ Cu2+ = Cu(NH3)42+ 8NH3 + CaCl2 = CaCl28NH3,（5）与CO2反应：,NH3 + CO2 + H2O = NH4HCO3,NH3 + CO2 + H2O + NaCl =NH4 Cl + NaHCO3,4、制备 (1)工业制备 N2+3H2=2NH3(催化剂、加热、加压) (2)实验室制法 原理： 2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3+2H2O 药品： 固体NH4Cl，消石灰(浓氨水、CaO) 装置

7、： 固固加热(液固不加热),收集方法： 向下排空气法 检验： 湿润的红色石蕊试纸 除杂：干燥可以用浓硫酸、五水氯化钙吗？,5、用途,五、铵盐,1、物性：,2、化性：,不稳定性：,与碱溶液的反应：,3、NH4+ 的检验。,NH4Cl = NH3 + HCl,NH4HCO3 = NH3 + H2O + CO2,NH4+ + OH - = NH3 + H2O,都是易溶于水的晶体，铵盐是农业上常用的化肥。,练习,创新设计P81疑点辨析9-13 P84探究点三例题1-4 P84探究点三巩固提升1、2、3 P85/4、7 作业：活页P289/1、2、4、6、9、12、13、16,硝酸的物理性质,1、 纯硝

8、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,王水:,浓硝酸和浓盐酸的体积比为 13 的混合物,硝酸的化学性质,一元强酸，强氧化性, (易挥发)，不稳定（分解），,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

9、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,3、强氧化性：,与还原性物质反应：如a、金属单质 b、非金属单质 c、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）反应,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

10、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.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。,B C P S I2,+ HNO3（浓）,H3BO3 CO2 H3PO4 H2SO4 HIO3,+ 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+1

11、0HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO+5H2O,3H2S+2HNO3(稀)=3S+2NO+4H2O,注意：NO3-几乎能与所有离子大量共存:,4、与有机物的反应,A、硝化反应：,硝基苯、三硝基甲苯,B、酯化反应：,硝酸乙酯、硝化甘油、硝化纤维,CH3CH2ONO2+H2O,C、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+6H2O 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO 尾气处理：NO

12、2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O,6 7 8 9,小结,N2 H2O,N2 Cu H2O,Cu(NH3)42+,NH3,NH3H2O,NH4Cl,NH4NO3,(NH4)2SO4,NH4HCO3,N2 NH4Cl,NO H2O,(NH2)2CO,CO2 180 2000atm,Ag(NH3)2+,CaCl28NH3,1 2 3 4 5,10 11 12,13,1、NH3+ H2O=NH3H2O=NH4+OH- 2、NH3+HCl=NH4Cl 3、NH3+HNO3=NH4NO3 4、2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 NH3+

13、H2SO4=NH4HSO4 5、NH3+H20+CO2=NH4HCO3 6、4NH3+3O2(纯氧)=2N2+6H2O 7、4NH3+5O2=4NO+6H2O(催化剂加热) 8、8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl,9、2NH3+3CuO=3Cu+N2+3H2O 10、2NH3+Ag+=Ag(NH3)2+ 11、4NH3+Cu2+=Cu(NH3)42+ 12、8NH3+CaCl2= CaCl28NH3 13、2NH3+CO2=CO(NH2)2+H2O(180,2000atm),H2SO4 H2O NO2,Cu(NO3)2 NO2,小结,4HNO3=2H2O+4NO2+O2 C+4HNO3(浓

14、)=CO2+4NO2+2H20 P+5HNO3(浓)=H3PO4+5NO2+H2O S+6HNO3(浓)=H2SO4+6NO2+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 3H2S+2HNO3(稀)=3S+2NO+4H2O 3SO2+2H20+2HNO3(稀)=3H2SO4+2NO,3Fe2+4H+NO3-=3Fe3+NO+2H2O 6Br-+2NO3-+8H+=3Br2+2NO+4H2O 3Na2SO3+2HNO3=3Na2SO4+2NO+H2O C6H6+HNO3C6H5NO2+H2O CH2OH

15、CH2ONO2 | | CHOH+3HNO3 CHONO2+3H2O | | CH2OH CH2ONO2,【例1】3.2 g铜与过量硝酸反应，硝酸被还原为NO2和NO。反应后溶液中含H+ a mol,则此时溶液中含NO3-的物质的量为_mol。,【答案】(a+0.1)mol,【例2】 (2000年上海市高考题)铜和镁的合金4.6g完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4480 mL的NO2气体和336 mL的N2O4气体（气体的体积已折算到标准状况），在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为 ( ) A. 9.02g B. 8.51g C. 8.26g D. 7.04g,B

16、,【解析】 此题如单纯用Cu、Mg分别与HNO3反应的结果求出合金的物质的量组成而求得沉淀的质量，那是相当繁琐的，如用整体思维，则沉淀的质量为金属Cu、Mg的质量加上OH-的质量，由电子守恒知: Cu、Mg的物质的量之和为n(Cu,Mg)2=4.48L/22.4L/mol+0.336L/22.4L/ mol2,n(Cu,Mg)=0.115mol，故沉淀的质量为4.6g+(0.115mol2)17g/mol=8.51g。,【答案】B 【解题回顾】 某些化学计算题，往往会涉及多个反应或物质，解题中如根据其整体性质或利用内在联系，做整体处理，就能开拓思路，迅速求解。 一题多解：本题还可用平均值法计算

17、。被还原的硝酸共0.23 mol(+5价N+4价N)，4.6g铜和镁的合金为0.115 mol，故合金的平均摩尔质量为4.6g/0.115mol=40g/mol，氢氧化物的平均相对式量为：40+172=74。故形成氢氧化物沉淀为(4.6g40g/mol)74 g/mol=8.51g或0.115mol74 g/mol=8.51g。,【例3】 （2002年上海市高考题）0.03 mol铜完全溶于硝酸，产生氮的氧化物NO、NO2、N2O4混合气体共0.05 mol。该混合气体的平均相对分子质量可能是 ( ) A.30 B.46 C.50 D.66,【解析】该题用极值法来求解，产物NO的相对分子质量是

18、30，所以A选项是不可能的。 假设混合气体中是NO和NO2（此时平均相对分子质量最小），则有以下关系： x+y=0.05 3x+y=0.06 解得：x=0.005 y=0.045,则混合气体的平均相对分子质量为： (0.005mol30gmol-1+0.045mol46gmol-1)/(0.005mol+0.045mol)=44.4 gmol-1 假使混合气体中是NO2和N2O4（此时平均相对分子质量最大），则： x+y=0.05 x+2y=0.06 解得：x=0.04 y=0.01 则混合气体的平均相对分子质量为55.2。 混合气体的平均相对分子质量应满足44.4Mr55.2。 【答案】BC

19、 【解题回顾】 此题较难，解题要有恒心，不要急于求成。,例4、有一含0.04 mol H2SO4、0.04 mol HNO3的混合稀溶液，加入足量的铜粉，加热充分反应，最终可产生气体的物质的量是（ ） A、0.01 mol B、0.03 mol C、0.04 mol D、0.01-0.03 mol,B,例5、76.8 mg Cu与足量浓硝酸反应，铜作用完全后，如果NO3-减少210-3 mol，则溶液中H+同时下降（ ） A、2.2 10-3 mol B、3.2 10-3 mol C、4.4 10-3 mol D、4.8 10-3 mol,C,课 后 热 身,1(2000年全国高考题)下列块状

20、金属在常温下能全部溶于足量浓HNO3的是 ( ) A. Ag B. Cu C. Al D. Fe 225.6 mgCu跟含有1.410-3 mol的硝酸恰好完全反应，反应完毕后收集到的气体在标准状况下的体积为 ( ) A7.84 mL B13.44 mL C15.68 mL D17.92 mL 【解析】n(Cu)=0.4mmol,生成0.4mmolCu(NO3)2,故生成气体为1.4mmol-0.4mmol2=0.6mmol，气体体积为0.622.4=13.44。,AB,B,3下列各组离子在溶液中，因发生氧化还原反应而不能大量共存的是 ( ) AAl3+、NO3-、CO32-、Na+ BFe2

21、+、H+、NO3-、Cl- CFe3+、Na+、SCN-、Cl- DI-、H+、Na+、NO3-,BD,4下列事实体现了硝酸的什么性质？ A.氧化性 B.酸性 C.不稳定性 D.挥发性 （1）硝酸存放在棕色瓶中密封保存( ) （2）浓硝酸可以和铜反应( ) （3）木炭和浓硝酸反应( ) （4）锌和硝酸不产生H2( ) （5）氧化铜溶于硝酸( ) （6）不用硝酸制SO2气体( ) （7）用铁槽存放浓硝酸( ) （8）检验SO42-时不能先用硝酸酸化( ),A,AB,A,A,A,A,A,B,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

22、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

23、（正四面体，键角为60）,磷的分子结构,10928,60,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

24、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HI HBr H2S 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+ N

25、H4+ 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（S b）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

26、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,同学们再见!,同步训练,1、白磷必须保存于密闭容器或水中的主要原因是-（ ） A、易升华 B、有剧毒 C、着火点低 D、非金属性强,C,2、下列药品的保存方法中错误的是- （ ） A、红磷存放于煤油中 B、白磷存放于CS2中 C、AgNO3溶液存放于棕色瓶中 D

27、、金属钾存放于煤油中,AB,3、能说明白磷和红磷互为同素异形体的是- （ ） A、红磷无毒 ，白磷有剧毒 B、白磷溶于CS2，而红磷不溶 C、两种单质在一定条件下可相互转化 D、红磷和白磷着火点不同，但燃烧后的产物都为P2O5,CD,4、下列变化中，不属于化学变化的是-（ ） A、白磷转化为红磷 B、碘受热变成紫色蒸气 C、加热氯化铵晶体过程 D、用CCl4把溴从水中萃取出来,BD,同步训练,5、白磷和红磷相同的性质是-（ ） A、毒性 B、着火点 C、溶解性 D、化学性质,6、由红磷制取白磷可采用的方法是-（ ） A、在空气中加热至416,使红磷升华 B、用CS2溶解，将红磷分出 C、加高温

28、、高压，使红磷分出 D、隔绝空气，加热到416 ，使红磷升华，再冷却,7、安全火柴盒的侧面所涂的物质是某一混合物，其中含有( ) A、白磷和三硫化二锑等 B、红磷和三硫化二锑等 C、氯酸钾、二氧化锰和硫等 D、硝酸钾、二氧化锰和硫等,D,D,B,8、某物质经分析只含有磷元素，该物质-（ ） A、一定是单质 B、一定是化合物 C、一定是混合物 D、可能是纯净物，也可能是混合物,D,二、单质,磷（红磷、白磷）,1、存在:,磷酸盐矿物 动物骨骼、脑髓、神经组织 植物的果实和幼芽,磷的化学性质 较活泼,在自然 界中以化合态 的形式存在,二、单质,磷（红磷、白磷）,白 磷,红 磷,二、单质,磷（红磷、白磷） 2、分子结构：,3、物理