氮族元素氮族元素

氮族元素

主讲： 黄冈中学高级教师 傅全安

一、复习策略

(一)复习要点阐述

1、氮族元素性质变化规律

原子结构示意图 主要

化合价

单质色态

气态

氢化物 氧化物 最高氧化物水化物 变化

规律

－3、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5 无色气体 NH3 NO NO2、N2O4、N2O3、N2O、N2O5 HNO3

－3、＋3、＋5 白或暗红色固体 PH3 P4O6、P4O10 H3PO4

－3、＋3、＋5 灰色固体 AsH3 As2O3、As2O5 H3AsO4

＋3、＋5 银白色金属 SbH3 Sb2O3、Sb2O5 ／

＋3、＋5 银白色金属 BiH3 Bi2O3、Bi2O5 ／

2、氮、磷及其化合物相互转化关系

(二)要点复习的策略及技巧

1、氮和磷 (1)氮气

a．物理性质：纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占总体积的78%。

b．结构：电子式为，结构式为N≡N，氮氮叁键键能：946kJ·mol－1，键能大，分子结构稳定，化学性质不活泼。

c．化学性质

练1、为什么在常温下N2不容易跟其它物质起反应而在高温下却能和许多物质起反应？

N≡N键很稳定，键能为945.8kJ·mol－1，比O=O键(键能为497kJ·mol－1)、H—H键(键能为436kJ·mol－1)键能大，故N2在常温下化学性质不活泼。

在高温高压或放电等情况下N2获得足够能量使N≡N断裂时氮原子很活泼故能和H2、O2等许多物质化合。

2NO＋O2=2NO2

NO2＋H2O=HNO3＋HNO2 ①

3HNO2=HNO3＋2NO＋H2O ②

①×3＋②：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO

在密闭容器中NO2和N2O4存在下列平衡：2NO2N2O4

故置于密闭容器中NO2即可理解为NO2和N2O4组成的混和物。

d．NOx和O2溶于水的计算

①NO和O2溶于水的计算

氮族与氧族元素

实验记录

项

目 步骤与

反应试剂 实验现象 现象解释和反应式

HNO2

及其盐的性质 把已用冰水冷却过的饱和NaNO2溶液H2SO4混合再放置 混合后：溶液变蓝

放置后：蓝色褪去，有棕色气体生成 2NaNO2+H2SO4=2HNO2+Na2SO4;

2HNO2=N2O3(蓝色)+H2O;

N2O3=NO+NO2(棕色);

在点滴板上加入KI溶液及H2SO4,再逐滴加入NaNO2溶液 点滴板中溶液变为褐色 2I-+4H++2NO2-=2NO↑+2H2O+I2

在点滴板上加入KMnO4溶液和H2SO4，再逐滴加入NaNO2溶液 点滴板内KMnO4溶液褪色 5NO2-+6H++2MnO4-=5NO3-+3H2O

+2Mn2+

HNO3的氧化性 取浓HNO3放入试管，微热，然后加饱和H2S水溶液 有红棕色气体生成 6H++8NO3-+H2S=8NO2↑+SO42-+4H2O

在试管内放入半粒米大小的硫粉，加入浓HNO3，在水浴中加热 有红棕色气体生成 S+6HNO3(浓)=H2SO4+6NO2↑+2H2O

向盛有浓HNO3的试管中投入锌片 固体溶解，溶液变黄，并产生红棕色气体 Zn+HNO3(浓)=Zn(NO3)2+NO2↑+H2O

向盛有浓HNO3的试管中投入锡片 固体不完全溶解，产生红棕色气体 Sn+4H++NO3-=SnO2+4NO2↑+2H2O

向盛有HNO3的离心管中投入锌片，一段时间后加NaOH，离心分离，检验清液中有无NH4+ 湿润的红色石蕊试纸变蓝，证明清液中有NH4+存在 4Zn+10H++NO3-=Zn2+ +NH4++H2O ；

NH4++OH-=NH3↑+H2O；

向稀硝酸中投入锡片 有白色沉淀产生 3Sn+4H++4NO3-=3SnO2+4NO↑+2H2O

NO2-

NO3-的鉴定反应 向试管加NaNO2溶液和蒸馏水，再加几滴HAc酸化，然后加对氨基苯磺酸和α-萘胺 溶液现粉红色 溶液中的NO2-被检验出来

1 复习目标：

知识与技能：

1. 掌握氮气的结构、性质、用途，并了解氮的固定。

2. 掌握一氧化氮、二氧化氮的物性及化学性质。了解氮的氧化物对环境的污染。

3. 掌握氨的结构、性质、实验室制法及检验。掌握喷泉实验。

4、掌握铵盐的性质。

5、掌握硝酸的性质，工业制备。

6、突破一氧化氮、二氧化氮和氧气溶于水的计算、氨水的计算、金属与硝酸的计算。

过程与方法：

通过小组 成员总结，其它同学补充理解完善知识点，通过例题体会知识点的应用。

情感态度价值观：

在整个化学学习中起着重要作用，在高考中也是必考内容。

2

1、为除去镀在铝表面的铜镀层可选用的试剂是（ ）

• A．浓硝酸 B．稀硝酸

• C．浓硫酸 D．浓盐酸

2、氨的催化氧化产物中不可能有的是（ ）

A．NO B．NO2 C．NH4NO3 D．N2

3、在1L1mol/L的氨水中，下列说法正确的是（ ）

A．含有1molNH3分子

B．含NH3和NH4＋之和为1mol

C．含NH3·H2O为1mol

D．含NH3、NH3·H2O、NH4＋之和为1mol

3

4、标况下,在三个干燥烧瓶内,分别装有:甲为干燥纯净的氨气,乙为含一半空气的氯化氢,丙为二氧化氮与氧气体积比为4∶1的混合气,然后分别做喷泉试验,则三个烧瓶中所得溶液物质的量浓度之比为( )

A.2∶1∶1 B.5∶5∶4 C.1∶1∶1 D.无法确定

•

•

•

•

5、用1体积的水吸收560体积（标况下）的氨，所得氨水的密度为0.89g ∙mL－1，

①氨水中溶质的质量分数为

②氨水的物质的量浓度为 。

4

质量分数不同的氨水溶液相混合的计算:

6、 25%氨水和5%的氨水等体积混合,所的氨水的质量分数( )

氮族元素知识结构图

一．氮族元素的通性

（一）基本性质（价电子构型，主要氧化数 ，半径，第一电离能，电子亲合能（第二周期的特殊性），次周期性（原因））

（二）氮和磷的成键情况（氮氮键，磷磷键的比较，单键与三键）

二．氮族元素单质

（一）氮气

A.物性

B.分子结构

（1)价键理论（VB）

（2)分子轨道理论（MO）（对比氮与氧，分子轨道能级次序）

C.氮气的化学性质

（1）保护气体与化学活泼性

（2）固氮工程（原因)

三．磷

（一）磷的同素异形体（白磷（黄磷)，红磷，黑磷（结构，空间构型）)

（二）强还原性（能量转化的特殊形式，工业制火柴，置换重金属离子）

（三）在在热碱溶液中歧化

四．砷、锑、铋

（一）结构

A.砷（黄砷（分子晶体）、灰砷（金属晶体 层状））

B.锑（黄锑（分子晶体），灰锑（金属晶体 层状））

C.铋（金属晶体，（层状））

D.存在形式（硫化物）

五．氮族元素氢化物

（一）主要氢化物的比较（成键轨道的区别）

A.还原性（酸性，碱性）AsH3＞SbH3＞PH3＞NH3

（二)氨及其衍生物

A.氨（分子结构与水的比较）

（1）化学性质

《1》强还原性（利用图像分析）

《2》Lewis碱性（络合作用）

《3》液氨的自偶电离（导电性，溶解性）

*补充知识点：金属液氨溶液（导电性，高浓度的强还原性，产生电子的试剂）

《4》取代反应(两种类型：氨中的氢被取代；氨解反应

B.铵盐（酸性，热稳定性，还原性）

（1）水解

（2）鉴定（与碱共热，强氧化性的酸的铵盐受热分解）

（3）热分解分为三种类型

C.氨的衍生物

（1）联氨，羟氨氧化还原性的比较（看图分析）

（2）联氨，羟氨的结构与状态

（3）氨，联氨，羟氨的酸碱性碱性：NH3 ＞N2H4 ＞NH2OH

（4）联氨（肼）（制备，弱碱性，配位作用，氧化还原性） （5）羟氨（结构，不稳定，易分解，还原性）

（6）氢叠氮酸（无色液体或气体)(逆歧化产生，结构，性质（受撞击易爆炸）