1、 第一节 氮族元素和氮气知识总结 一、氮族元素: 氮族元素包括 五种元素。（请死记） 相似性 递变性氮族元素的结构最外层电子数都是 5 个原子半径随 N、P 、As 、Sb 、Bi 顺序逐渐增大，核对外层电子吸引力减弱氮族元素的性质1 最高价氧化物的通式为：R 2O52 最高价氧化物对应水化物通式为：HRO3 或 H3RO43 气态氢化物通式为：RH 34 最高化合价+5，最低化合价-31 单质从非金属过渡到金属,非金属性：NPAs，金属性：SbH3PO4H3AsO4H3SbO44 与氢气反应越来越困难5 气态氢化物稳定性逐渐减弱稳定性：NH 3PH3AsH3二、氮气（N 2）1、分子结构 电
2、子式： 结构式：NN （分子里 NN 键很牢固，结构很稳定）2、物理性质：无色无味气体，难溶于水，密度与空气接近（所以收集 N2 不能用排空气法！）3、化学性质：通常氮气的化学性质不活泼，很难与其他物质发生反应，只有在高温、高压、放电等条件下，才能使 N2 中的共价键断裂，从而与一些物质发生化学反应。N2+3H2 2NH3 N2+O2 = 2NO A高 温 、 高 压催 化 剂（3Mg+N 2 = Mg3N2 Mg3N2+6H2O 3Mg(OH)2+2NH 3）4、氮的固定：将氮气转化成氮的化合物，如豆科植物的根瘤菌天然固氮。三、氮氧化物（N 2O、NO、N 2O3、NO 2、N 2O4、N
3、2O5）N2O（笑气） ；N 2O5（硝酸酸酐） ；N 2O3（亚硝酸酸酐） ；NO、NO 2（主要的大气污染物）NO：无色气体，不溶于水，有毒（毒性同 CO） ，有较强还原性 2NO+O22NO 2；NO2：红棕色气体(颜色同溴蒸汽), 有毒,易溶于水,有强氧化性,造成光化学烟雾的主要因素；放电点燃3NO2+H2O = 2HNO3+NO；2NO 2 N2O4(无色) ；3O 2 2O3(光化学氧化剂的形成)A鉴别 NO2 与溴蒸气的方法：可用水或硝酸银溶液(具体方法及现象略)四、磷白 磷 红 磷1分子结构 化学式为 P4，正四面体结构， 化学式为 P，结构复杂，不作介绍2颜色状态 白色蜡状固
4、体 红棕色粉末状固体3毒性 剧毒 无毒4溶解性 不溶于水，可溶于 CS2 不溶于水，不溶于 CS25着火点 40 240不同点6保存方法 保存在盛水的容器中 密封保存1与 O2 反应点燃都生成 P2O5 , 4P + 5O2 2P2O5P2O5 + H2O 2HPO3(偏磷酸，有毒) P2O5 + 3H2O 2H3PO4(无毒)相同点2与 Cl2 反应 2P + 3Cl2 2PCl3 2P + 5Cl2 2PCl5转化白磷 红磷难点分析2. 有关 NO、 、2混合气体的计算在高中化学中， O、 或 与2混合气体的计算，由于反应中生成硝酸、气体体积缩小、溶液的液面上升等现象多，许多学生在解决这类
5、题型时，感到束手无策，其主要原因是由于这类题目中有时含有循环计算的问题。有关的化学方程式是：213223NOHN()()一. 只有 溶于水或它与另一既不溶于水，又不与之反应的气体混合溶于水，发生的反应为： 23O1. 若只有 N溶于水，则最后剩余气体的体积为原 NO2体积的 1/3；也可用体积差值冷水隔绝空气加热到 260加热到 416升华后,冷凝(少量)点燃(过量)点燃点燃加热法来求解。2. 若为上述混合气体，可用体积差值法求出参加反应的 NO2体积；也可设杂质气体体积为 X，代入化学方程式进行计算。二. 只有 NO2与氧气的混合气体溶于水，将上述两个化学方程式进行合并，消除循环项NO，得
6、4432HNO()这时可能出现下列三种情况：1. 若 V二 氧 化 氮 氧 气： ： 1，则两者全部溶于水，无气体剩余；2. 若 二 氧 化 氮 氧 气： ：4，则 2过量，4：1 部分的体积全部溶于水后，由于NO2还能与水反应，故剩余气体的体积为过量 NO体积的 1/3。3. 若 V二 氧 化 氮 氧 气： ： ， 则12过量，4：1 部分的体积全部溶于水后，剩余气体的体积就是过量 2的体积。三. 若为 NO 与氧气的混合气体溶于水，则消去循环项NOHON223434， 得 ： ()它也可能出现下列三种情况：1. 若 V一 氧 化 氮 氧 气： ： ，则两者全部溶于水，无气体剩余；2. 若
7、一 氧 化 氮 氧 气： ：43，则 NO 过量，4：3 部分的体积全部溶于水后，剩余气体的体积即为过量的 NO 体积。3. 若 V一 氧 化 氮 氧 气： ：，则 O2过量，4：3 部分的体积全部溶于水后，剩余气体的体积即为过量的 O2的体积。【例题分析】例 1. 酸性氧化物和碱性氧化物相互作用可生成含氧酸盐，而硫代酸盐也可由酸性的非金属硫化物与碱性的金属硫化物作用制得。如： 32233NaSAsNasS(硫代亚砷酸钠)试写出下列反应的化学方程式：()125NaSAs和 反应：；3C和 反应：；()322sO和 相似，均具有还原性； NaSO22和 相似，均具有氧化性。则AsSNa232和
8、作用的化学方程式为_。(河南省复赛题)解析：由熟知的氧化物的性质可以类推出硫化物的性质，即由 NaO2的有关性质可推出 2的性质，并结合已学知识 NaOSa224联想类比解答。()()13225343222343343NaSAssSCaNANaAsS； 或 分 步 写 成 生 成 或 的 反 应 。评注：类比是解答信息给予题的有效手段之一。但是，初学者易犯机械类比的毛病，有的拘泥于类比的原型而不作灵活的变通，有的任意类推而不讲规律的适用范围，结果是“画虎类狗”例 2. 某元素的最高价氧化物为 RO25，该元素的气态氢化物中氢的质量分数为 8.82%，已知该元素原子核内中子数比核外电子数多 1。
9、试推断：(1)该元素的名称是_，在元素周期表中的位置是。(2)该元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱与同周期元素最高价含氧酸的比较应为(写化学式)_。( 浙江省会考题)解：根据最高价氧化物 RO25，可知该元素气态氢化物应为 RH3。由质量分数计算：HR的 原 子 量的 式 量 3108%3.，解得 MR31。所以，该元素质子数125，为磷元素。答：(1)磷；第三周期第 VA 族。 ()24243423HClOSHPOSi评注：确定 R 原子量的另一种方法可以由 R 与 H 原子个数比计算。即82913MH： ：，已知 MH1，则 31。要学会多向思维，形成一题多解意识。例 3. 化合物 E
10、(含两种元素) 与 N3反应，生成化合物 G 和 2。化合物 G 的式量约为81。G 分子中硼元素(B 原子量为 10.8)和氢元素的质量分数分别是 40%和 7.4%。由此推断：(1)化合物 G 的化学式为 _；(2)反应消耗 13molNH，可生成 2ol，组成化合物 E 的元素是_和_；(3) 2lE和 恰好完全反应，化合物 E 的化学式为_。(上海市高考题)解析：(1)由反应方程式： ENHG32，可推知 G 中含 N 元素，G 中B、N、H 原子个数比为4018741： ： ： ：，G 的最简式为 BH2，设 G 的化学式为 ()Bn2，则 MnGn(.)08283， 解 得 ，故
11、G 的化学式为 36。(2)进一步由题意量的关系： ENHB13362，可确定 E 中必含 H 元素，因而 E 由 B、H 元素组成。(3)根据题意(2) 、(3) 物质的量的关系，可确定化学方程式中各物质的计量数。N、 、32的计量数之比为 1：2：4，再由观察法确定 N36的计量数，可以写出配平的方程式：1362BNBHxy。根据质量守恒定律，则 x2，y6，故 E 的化学式为 H26。评注：在化学反应中，任意反应物、生成物间的物质的量之比，就是化学方程式中各物质的计量数之比，都是简单的整数比。物质的量用于化学计算和计算推理，不仅可以使化学计算过程简化，还有利于科学思维方法的训练和化学计算
12、技能技巧的提高。例 4. 下图为装有活塞的密闭容器，内盛 22.4mL 一氧化氮。若通入 11.2mL 氧气(气体体积均在标准状况下测定)，保持温度、压强不变，则容器内的密度( )。(上海市高考题)A. 等于 1.369g/L B. 等于 2.054g/LC. 在 1.369g/L 和 2.054g/L 之间 D. 大于 2.054g/L NO解析：依据 2222NO， 和 恰好反应生成 2。若只有 NO2生成，在标准状况下密度为 46054/.(/)gL，但在标准状况下，存在下列可逆反应：22mV， 由，m 一定，但 V 减小，故密度大于 2.054g/L。答案为 D。评注：在涉及到 NO2
13、4或 有关量的计算问题，一般要考虑可逆反应224N的存在对有关量( 气体物质的量、体积、密度、式量等)的影响，这是同学们应重视的一个知识点。例 5. 在标准状况下，将 22、 、 混合后充满容器，倒置于水中，完全溶解，无气体剩余，若产物也不扩散，则所得溶液物质的量浓度的数值范围是（ ）。（北京市海淀区测试题）AcBCcD.0124391284解析：抓住“气体无剩余”这一关键。若混合气中无 NO，则发生423NOHNO的反应，5mol 混合气转变为44521831molHNOc， .；若混合气中无 ，则发生 423的反应，7mol 混合气转变为4mol 3，c27139，混合气中不可能缺一种，故
14、所得 3的物质的量浓度的数值在 12与 之间，选 C。评注：混合物的计算中，因相对含量不定，因而结果无法确定，这时可用讨论法找出最大值和最小值，在这两个极值范围内考虑选项。第一课时课后作业1. 关于砷元素性质的说法不正确的是（ ）A. 砷很难与氢气发生化合反应B. 砷的含氧酸有 H3AsO4和 H3AsO3C. 砷可以形成两种氢化物 AsH3、AsH 5D. 砷单质在常温下为固态2. 氮气的性质是（ ）A. 只有氧化性 B. 只有还原性C. 既有氧化性又有还原性 D. 既没有氧化性又没有还原性3不属于氮的固定的变化是（ ） （A）根瘤菌把氮气转化为氨 （B）氮气和氢气在适宜条件下合成氨 （C）
15、氮气和氧气在放电条件下合成 NO （D）工业上用氨和二氧化碳合成尿素 4在汽车引擎中，N2 和 O2 进行反应会生成污染大气的 NO（N2+O2 2NO+Q） ，据此，有人认为废气排出后，温度即降低，NO 分解，污染也就会自行消失，事实证明此说法不对，其主要原因可能是（ ） （A）常温常压下 NO 的分解速度很慢 （B）在空气中 NO 迅速变为 NO2 而不分解 （C）空气中 N2 与 O2 的浓度高，不利于平衡向左移动 （D）废气排出后，压强减小，不利于平衡向左移动 5利用下列方法，可以在实验室里从空气中制取氮气的是（ ） （A）把空气液化, 然后分离出氮气 （B）把空气缓缓通过加热了的铜网
16、 （C）把空气缓缓通过加热了的镁粉 （D）把空气通过装有氢氧化钠的洗气瓶 6现有 M、R 两种第A 族元素，下列事实不能说明 M 的非金属性比 R 强的是（ ） 。 （A）酸性：H3MO4H3RO4 （B）气态氢化物稳定性： MH3RH3 （C）气态氢化物还原性：MH3RH3 （D）含氧酸盐的稳定性：Na3MO4Na3RO4 7在 F、P、Si 、Fe 这四种元素中，每种元素都有某些方面区别于某它三种元素。若从中选出氟元素，选择的理由中正确的是（ ） 。 （A）最高价氧化物对应的水化物酸性最强 （B）单质与冷水反应最剧烈 （C）单质固态时为分子晶体，熔沸点较低 （D）在氧化物：OF 6、P 2
17、O5、Fe 2O3 中，OF 6 最稳定 8. 有容积相同的 4 个集气瓶，分别装满下列各气体，倒扣在盛水的水槽中，经充分反应后，集气瓶进水最多的是（ ）A. NO 和 N2体积各占 50%B. NO2和 N2体积各占 50%C. NO2和 O2体积各占 50%D. NO 和 O2体积各占 50%9. 在 NO2被水吸收的反应中，发生还原反应和发生氧化反应的物质，其质量比为( )A. 31 B. 13 C. 12 D. 2110. 某氮的氧化物和一氧化碳在催化剂的作用下充分反应，生成氮气和二氧化碳。若测得氮气和二氧化碳的物质的量之比为 12，则该氮的氧化物为（ ）A. N2O B. NO C.
18、 NO2 D. N2O511在标准状况下，将 O2 与 NO 按 3:4 体积比充满烧瓶，将烧瓶倒置于水中，最后烧瓶内溶液的物质的量浓度约为（单位：molL-1） （ ） 。 （A）0.045 （B）0.036 （C）0.026 （D）0.018 121898 年，曾有人发明了固氮的一种方法，该法以石灰石、焦炭、空气为原料。第一步反应是石灰石分解；第二步是使第一步反应产物和焦炭反应，在电炉中的高温下制得第三步反应起始物；第三步反应中另一反应物是空气，该反应也是在电炉中完成的，生成一种固体；第四步是使该固体和水蒸气反应制得氨气。又知该固体中有与 N3-互为等电子体的离子。 （1）试写出四步反应的
19、化学方程式； （2）试简评该固氮方法。13有 A、B、C、D 四种气体，能发生下列变化 A+D E+H2O， E+O2 D， C+D B+F， B+O2 C。 且已知其中：C 为红棕色，D 能使石灰水变浑浊，E 常温下是固体，F 是一种酸酐。 （1）写出四种气体的化学式：A_、B_、C_、D_。 （2）写出 C+D B+F 所表示的反应方程式 _。 （3）写出 D 使石灰水变浑浊的反应方程式_。 第二课时课后作业1. 关于磷的下列叙述中，正确的是（ ） A. 红磷没有毒性而白磷剧毒 B. 白磷在空气中加热到 260可转变为红磷C. 白磷可用于制造安全火柴 D. 少量白磷应保存在水中2. 安全火
20、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 B. 红磷和三硫化二锑C. 氯酸钾、二氧化锰和硫等 D. 硝酸钾、二氧化锰和硫等3. 0.1 mol 的红磷在一定量的氯气中燃烧后，质量增加 14.2 g，其产物为（ ）A. 只有 PCl3 B. 只有 PCl5 C. PCl3和 PCl5 D. 无法确定4. 已知下列事实：硝酸的酸性比磷酸强；硝酸显强氧化性；磷酸不显强氧化性；氮气与氢气直接化合，磷很难与氢直接化合；氨比磷化氢稳定。其中能说明氮元素的非金属性比磷元素强的是（ ）A. B. C. D. 5. 砷为第四周期A 族元素，推测砷不可能具有（ ）A. 砷在通常状况下
21、为固体B. 可以有-3 价、+3 价和+5 价等多种化合价C. 砷的还原性比磷弱D. AsH3的稳定性比 PH3弱6. 以下叙述中，不正确的是（ ）A. 氮族元素是周期表中的第五族元素B. 砷虽然是非金属元素，但已经表现出一些金属性C. 氮族元素的正化合价与负化合价的绝对值之差等于 2D. 锑、铋元素有比较明显的金属性7. 以下说法中错误的是（ ）A. N2不易和其他物质发生化学反应，是因为 N2分子中两个原子间形成的共价键的键能很大B. N2可用于制氮肥和硝酸的原料C. 利用 N2的不活泼性，工业用来代替惰性气体，做焊接金属的保护气D. 氮元素的非金属性比磷强，所以氮气比白磷活泼，易燃烧8.
22、 氮气的化学性质比较稳定的原因是（ ）A. 分子中两个氮原子间以共价键结合B. 分子中两个氮原子间键能很大C. 分子是直线型的D. 氮原子失电子比较难9. 盛满等体积 NO 和 NO2的混合气体的试管，倒置在水槽中，反应完毕后，液面上升的高度是试管的（ ）A. 1/2 B. 1/3 C. 2/3 D. 5/610. 将充有 20 mL N2和 NO2气体的试管倒立在水槽中，充分反应后，试管内残留气体为 10 mL，则原混合气体中 N2和 NO2的体积比是（ ）A. 11 B. 12 C. 13 D. 2311. 将充满 NO2和 O2的混合气体的试管倒立于盛水的水槽中，最后试管内充入占试管容积
23、的水，则 NO2和 O2的体积比是（ ）65A. 21 B. 31 C. 51 D. 9112. 把 3 体积的 NO2气体，依次通过下列 3 个分别装有NaHCO 3饱和溶液浓H2SO4Na 2O2的装置后，用排水法把残留气体收集到集气瓶中，集气瓶内气体应是（同温同压下测定） （ ）A. 1 体积 NO B. 2 体积 NO2和 0.5 体积 O2C. 2 体积 O2 D. 0.25 体积 O213. 白磷有剧毒。白磷灼伤皮肤时可用稀硫酸铜溶液清洗，生成磷化亚铜 Cu3P，该反应的化学方程式为 。若生成 1 mol Cu3P，则由硫酸铜氧化而来的磷酸的物质的量为 mol。 14将 VLNO
24、和 NO2 的混合气体通过水吸收后，得到 amL 无色气体 A。将此无色气体 A 与等体积 O2 混合，再通过水充分吸收后，收集到 5mL 无色气体 B。试回答： （1）A 气体是_，B 气体是_。 （2）A 气体的体积是_mL （3）V 值的取值范围是_。 答案：（1）A 是 NO；B 是 O2。 （2）20mL。 （3）20Fe2(SO4)3Cu2O。 第五节 有关化学方程式的计算知识体系（1）过量计算：先判断谁过量，再按不足的进行计算，有时需要讨论。（2）多步反应的计算关系法：先通过化学方程式或元素守恒找到关系式，再计算。常见的关系式：工业制硫酸：SH 2SO4 (或 FeS22H2SO
25、4) 工业制硝酸：NH 3HNO3第一课时课后作业156g 铁与 16g 硫放在密闭容器中加热，使之反应完全后把固体投入足量的稀盐酸中，标态下产生气体的体积为（ ） 。 （A）22.4L （B ）11.2L （C）33.6L （D）44.8L 2用稀硫酸溶解 FeS 和 Fe(OH)3 的混合物 56.6g，可得到 3.2g 硫，原混合物中 FeS 的质量可能是：8.8g、21.4g、35.2g、47.8g 这四个答案中的（ ） 。 （A） （B ） （C） （D） 3在 100mL12mol/L 浓盐酸中加入足量二氧化锰，加热，充分反应后得到的氯气量是（不考虑氯气在反应液中的溶解损失） （
26、） 。 （A）0.6mol （ B）在 0.3mol 和 0.6mol 之间 （C）0.3mol （ D）小于 0.3mol 4某碳酸钾样品中含有碳酸钠、硝酸钾和硝酸钡三种杂质中的一种或两种，现将 13.8 g 样品加入足量水，样品全部溶解，再加过量的氯化钙溶液，得到 9g 沉淀，对样品所含杂质的正确的判断是（ ） 。 （A）肯定没有硝酸钾 （B）肯定有硝酸钾，可能还有碳酸钠 （C）肯定没有硝酸钡，可能有硝酸钾 （D）肯定没有碳酸钠和硝酸钡 5将 2.4mol 某金属投入 1.8L 2 mol.L-1 的某酸溶液中，恰好完全反应，并产生 7.2gH2，则该金属和酸分别是（ ） 。 （A）二价金
27、属，二元酸 （B）二价金属，三元酸 （C）三价金属，二元酸 （D）一价金属，一元酸 6向盐 A2B 溶液中加入盐 CD2，溶液中有沉淀生成。为了研究这一化学反应，将两种盐分别配成 0.1mol/L 的溶液进行实验。实验的有关数据如下表所示（化学式中 A、B 、C、D 表示原子或原子团，式量：A 为 23；B 为 96；C 为 137；D 为 35.5）： 编号 A2B 溶液体积/mL CD2 溶液体积/mL 沉淀质量/g （1）用化学方程式表示其反应_，理由是_。 （2）沉淀的化学式为_，理由是_。 （3）3 号实验中沉淀的质量为_g；7 号实验中沉淀的质量为_g。 8现有 Na2O2 和 N
28、aHCO3 的混合物两等份，第一份混合物放入密闭容器中加热，使其充分反应；第二份混合物中加入足量的稀 H2SO4。两种情况下得到同样的气体，但气体体积不同。前者产生气体的体积为 aL，后者产生的气体体积为 bL（气体体积都是在通常状况下测得，该条件下，气体的摩尔体积为 VLmol-1） 。 （1）第一份混合物加热充分反应后的固体残留物是_，其物质的量为_。 （2）每份样品中 Na2O2 的物质的量为_ ，NaHCO3 的物质的量为_。 参考答案 1A，2B，3D，4B，5C 。 6 （1）化学方程式为：A2B+ CD2=2AD+CB 。 （2）根据题中所给的各原子或原子团的式量可得出，60mL
29、0.1 Lmol-1 的 A2B 溶液跟60mL0.1 Lmol-1 的 CD2 溶液反应可生成 AD0.702g、CB1.398g。所以沉淀物质只可能是 CB 才与实验结果相吻合。 （3）根据以上分析结果，在第 3 组实验中 AB2 过量、CD2 不足，可根据 CD2 物质求得沉淀质量为 0.932g。第 7 组实验中，是 CD2 过量，应根据 A2B 的物质的量来计算，求出沉淀质量是1.398g。 7 （1）由甲学生实验中得到：2:1:3。由乙学生实验中得到：1:5:6 或 2:1:3。所以参加该反应的三者质量比是 2:1:3。 （2）丙学生实验中，a 和 b 的比值。剩余 A 时：a =7.52g， b =1.48g。剩余 B 时：a =2.96g， b =6.04g。 8 （1）碳酸钠 mol （2） mol； mol。
