1、氮族元素,2012届高中化学第二轮复习,河南省太康县第一高级中学-乔纯杰,【氮族元素递变规律】,7N,15P,33As,51Sb,1、最外层都有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,一、氮气,1、氮的原子结构,N2的电子式 N2的结构式,2、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
2、度相近，故只能用排水法收集N2。在空气中约占总体积的78%。,氮及其化合物,NN,3、化学性质,常温下，氮气的化学性质很不活泼，可代替稀有气体做保护气。,（1）与氢气的反应,N2 + 3H2 2NH3,（2）与金属反应,3Mg + N2 Mg3N2,6Na + N2 2Na3N,（3）与氧气反应,4氮的固定,【定义】：将空气中游离态的氮转变为化合态的 氮的过程叫做氮的固定。,(1) 人工固氮：N2 + O2=2NO N2 + 3H2 2NH3,(2) 生物固氮：,5氮的存在,氮元素主要以游离态存在于空气中，以化合态形式存在于无机物中及有机物中,二、氮的氧化物,1、一氧化氮,是一种无色的有毒的难
3、溶于水的气体；极易与氧气反应生成二氧化氮。,2、二氧化氮,是一种红棕色、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。与N2O4（无色）可相互转化。,【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 + H2O 2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O,3Cu
4、+ 8HNO3（稀）= 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,Cu + 4HNO3（浓）= Cu(NO3)2+ 2NO2 + 2H2O,【二氧化氮和溴蒸气的鉴别】,1.NO2和溴蒸气在性质上的相似之处： A均有氧化性 B溶于水后溶液呈酸性 C能与碱溶液反应,2.NO2和溴蒸气在性质上的差异之处：,B通入AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成的为溴蒸气,C通入CCl4有机溶剂中，溶于CCl4而且CCl4溶液呈橙红色的为Br2(气),D将盛有溴蒸气和NO2气体试管放入冷水中冷却，气体颜色变浅的为NO2,A通入水中，NO2溶于水发生反应后溶液无色而溴蒸气溶于水溶液呈橙色,【氮氧化物溶于水的有关计算】,（1
5、）NO2溶于水：,3NO2+H2O=2HNO3+NO,（2）NO2、O2的混合气体溶于水：,4NO2+O2+2H2O=4HNO3,（3）NO、O2的混合气体溶于水：,4NO+3O2+2H2O=4HNO3,（4）NO2、NO、O2的混合气体全溶于水：,n(N)：n(O)=2 ：5,1.氨分子的结构,三、氨,氨气是无色、有剌激性气味的气体，比空气轻，极易溶于水和易液化。,2.氨气的物理性质,【常见气体的溶解性】,3、氨气的化学性质：,（1）与水反应：,（2）与酸反应：,（3）与氧气反应：,NH3+HCl=NH4Cl,NH3 + H2O NH3H2O NH4+ + OH-,（5）与CO2 反应：,N
6、H3 + CO2 + H2O = NH4HCO3,NH3 + CO2 + H2O + NaCl =NH4 Cl +NaHCO3,（4）与氯气反应：,2NH3+3Cl2=N2+6HCl,NH3+HCl=NH4Cl,8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl,液氨,纯净物,NH3,不具有碱性,常温常压下不存在,氨水,混合物,NH3 H2O NH3H2O NH4+ OH- H+,具有弱碱性,常温常压下可存在,【液氨与氨水比较】,（2）蘸有浓盐酸（浓硝酸）的玻璃棒接近试管 口（产生白烟）,氯化铵晶体、熟石灰固体,3. 装置：,固+固，加热型,4. 干燥:,向下排空气法,6. 验满：,【实验室制氨气】,5.
7、 收集：,用碱石灰（CaO 与NaOH固体混合物）,（1）用湿润的红色石蕊试纸（变蓝）,2.原理：2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3+2H2O,1. 药品：,图2,思考：,1.图1棉花团的作用：,防止与空气形成对流， 提高集气速度和纯度。,2.实验室中还可以用哪些方法制氨气?,加热浓氨水法,浓氨水加碱石灰法,碱石灰吸水、溶解时放热,增大OH-浓度平衡逆移（图2）.,图1,都是易溶于水的晶体，受热易分解，与强碱反应放出氨气。铵盐是农业上常用的化肥。,四、铵盐,1、结构：,具有离子键、共价键及配位键，属离子晶体。,2、物理性质：,3、化学性质：,（1）水解反应,（2）与碱反应,（3
8、）受热分解,五、硝酸,1、物理性质,(1)纯硝酸：无色易挥发有刺激性气味的液体，能与水以任意比例混合。密度为1.50g/cm3，沸点为83。 (2)市售浓硝酸：质量分数为69%，无色液体，因溶有NO2而显黄色，密度为1.42g/cm3，物质的量浓度为16mol/L。 (3)发烟硝酸：质量分数98%的硝酸。 (4)红色发烟硝酸：溶有NO2的纯硝酸形成，极强氧化性。,1、不稳定性,硝酸的浓度越大，越容易分解,2、化学性质,2、强氧化性,（1）与还原性物质反应：如金属单质、非金属单质Fe2+、I-、S2-、SO2等。,（2）浓硝酸被还原成NO2，稀硝酸被还原成NO。,（3）浓硝酸的氧化性比稀硝酸氧化
9、性强。,（4）硝酸一般能将还原剂氧化到最高价态。,B.常温时，Fe、Al遇浓硝酸时发生钝化现象。,与金属反应,A.在金属活动顺序表中位于H之前的金属与硝酸反应一般不产生氢气。,C.不活泼金属（除Pt、Au）能在硝酸中溶解。,Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O,3Cu + 8HNO3 (稀)= 3Cu(NO3)2 + 2NO+ 4H2O,D.浓硝酸和浓盐酸的混合物（体积比1：3）叫王水，能溶解Pt、Au等极不活泼金属。,浓硝酸与非金属的反应（C、S等）,与一些还原性离子的反应,3Fe2+ + 4H+ + NO3- = 3Fe3+ + NO+ 2H2O,与某
10、些有机物的反应（苯等）,3、硝酸的实验室制法,【原理】：,【装置】：,曲颈瓶（曲颈甑）,【注意事项】：,HNO3能腐蚀橡胶、乳胶管，故不能使用它们。,HNO3受热易分解，故只能微热。,六、硝酸盐,1、物理性质：易溶于水的无色晶体。,2、化学性质：不稳定，受热易分解，故高温时是强氧化剂；在酸性溶液中氧化性较强。,3、分解规律：,K Ca Na,Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu,亚硝酸盐+ O2,金属氧化物 + 4NO2 + O2,Hg Ag Pt Au,单质+ 2NO2 + O2,一、磷的分子结构：白磷和红磷二、磷的存在和物理性质：主要以Ca3(PO4)2存在于磷矿石中。原因：磷
11、在空气中易被氧化磷单质比N2活泼。,磷及其化合物,【白磷、红磷的结构和性质比较】,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 ),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。,三、磷的化学性质,P +,O2,P2O3,P2O5,H3PO3,冷水,热水,HPO3,H3PO4,Cl
12、2,PCl3,PCl5,（液体）,（固体）,白色烟雾,（剧毒）,（无毒）,（二元酸）,浓HNO3,H3PO4 + NO2+ H2O,1、五氧化二磷（P2O5）,白色固体 ，有强烈的吸水性 、脱水性，作干燥剂。,P2O5 + H2O （冷水） = 2HPO3 （剧毒）,P2O5 + 3H2O（热水） = 2H3PO4 （无毒）,2、磷酸（H3PO4）,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 还原挥发性酸）,磷酸比硝酸稳定,不易分解 。,【工业制法】：,四、磷的化合物,（1）种类：,一种正盐 ，两种酸式盐 （三种）,（2）转化关系：,H3PO4,H2PO4,
13、HPO42,PO43,+ OH,+ OH,+ OH,+ H+,+ H+,+ H+,（3）三种盐的溶解规律:, 除K+ 、Na+ 、NH4+ 外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 ),3、磷酸盐,【链接高考】,1.(2011福建)（1）磷酸钙与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500生成白磷，反应为：2Ca3(PO4)26SiO2=6CaSiO3P4O1
14、0,10CP4O10=P410CO。每生成1 mol P4时，就有_mol电子发生转移。 （2）铈(Ce)是地壳中含量最高的稀土元素。在加热条件下CeCl3易发生水解，无水CeCl3可用加热CeCl36H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备。其中NH4Cl的作用是_。,【答案】： （1）20 （2）分解生成HCl,抑制CeCl3水解。,【链接高考】,2（2011上海）（1）联氨用亚硝酸氧化生成氮的另一种氢化物，该氢化物的相对分子质量为43.0，其中氮原子的质量分数为0.977，计算确定该氢化物的分子式。该氢化物受撞击则完全分解为氮气和氢气。4.30g该氢化物受撞击后产生的气体在标准状况下的体积为 L。 （2）氨和二氧化碳反应可生成尿素CO(NH2)2。尿素在一定条件下会失去氨而缩合，如两分子尿素失去一分子氨形成二聚物：,已知常压下120 mol CO(NH2)2在熔融状态发生缩合反应，失去80mol NH3，生成二聚物(C2H5N3O2)和三聚物。测得缩合产物中二聚物的物质的量分数为0.60，推算缩合产物中各缩合物的物质的量之比。,【答案】：（1）HN3, 4.48（2）3：1：1,谢谢！,【设计说明】,为2012届高三学生第二轮复习提供学习思路和方法，紧密联系高考，讲练结合，总结规律，提升能力。在使用过程中，本课件也需要取舍。根据学生的水平更换练习内容。,
