第十三章第三节 氮族元素及其化合物
- 格式:ppt
- 大小:3.58 MB
- 文档页数:41
【本讲教育信息】一. 教学内容:氮族元素及其化合物二. 教学要求:1. 能结合元素周期律解释氮族元素单质及化合物性质的递变规律;2. 掌握氮、氮的氧化物的重要性质,特别是氮的氧化物的重要性质,对氮的氧化物的价态,相互转化关系及NO 、NO 2与HNO 3之间的计量关系要理解并能熟练运算,了解氮的氧化物对大气的污染及其防护;3. 了解磷单质及化合物的性质,了解同素异形体的概念,并能通过比较磷的两种同素异形体,理解同素异形体性质的差异及原因;4. 掌握氨气的性质,实验室制法,了解铵盐的通性,掌握铵根离子的检验;5. 掌握硝酸的性质,了解其用途,从不同角度,不同反应突出硝酸的强氧化性和其还原产物的多样性,熟练运用一些技巧如:电子守恒、质量守恒等对HNO 3参加的反应进行定量计算。
三. 重点、难点:1. 掌握N 2,NO 、NO 2重要性质,NH 3的性质、制法。
2. NH 4+检验。
3. 掌握HNO 3的性质四. 知识分析:1. 元素非金属性与非金属单质活泼性的区别:元素的非金属性是元素的原子吸引电子的能力,影响其强弱的结构因素有: (1)原子半径:原子半径越小,吸引电子能力越强; (2)核电荷数:核电荷数越大,吸引电子能力越强; (3)最外电子层:最外层电子越多,吸引电子能力越强。
但由于某些非金属单质是双原子分子,原子间以强烈的共价键相结合(如N N ≡等),当参加化学反应时,必须消耗很大的能量才能形成原子,表现为单质的稳定性很高。
这种现象不一定说明这种元素的非金属性弱。
强烈的分子内共价键恰是非金属性强的一种表现。
如按元素的非金属性:O Cl N Br >>;,而单质的活泼性:O Cl N Br 2222<<;。
因此氮元素的非金属性虽很强,但氮单质的活动性却极差。
氮元素的非金属很强表现在:① 与Mg 等金属反应生成的化合物一般为离子化合物,如Mg N 32,其电子式为Mg N Mg N Mg 23232+⨯⨯⨯-+⨯⨯⨯-+[...][...]....;② 与O 、F 等非金属性很强的元素一样,可与氢元素形成氢键;③ N -3元素的还原性较弱,不易失e -。
元素及其化合物(三)氮族元素一. 本周教学内容:元素及其化合物(三) 氮族元素 二. 知识重点:1.2. 氮气(1)结构的稳定性(2)氧化性——223H N +32NH2323N Mg Mg N 点燃+(3)还原性——NO O N 222放电+(4)2N 的工业制法及氮的固定 3. 氮的氧化物 4. 磷及其化合物 (1)同素异形体 (2)磷的还原性(3)磷的氧化物——52O P (4)磷酸及偏磷酸 (5)磷酸盐的性质 5. 氨气及铵盐(1)3NH 的结构及物理性质(2)3NH 的化学性质——还原性,与水,与酸反应(3)3NH 的制法及用途 (4)铵盐的四大特点: ① 易溶于水,且吸热 ② 与碱反应 ③ 受热易分解 ④ 水解(5)+4NH 的检验6. 硝酸及硝酸盐(1)硝酸的强氧化性、不稳定性、有机反应 (2)工业制硝酸 (3)硝酸盐的性质 (4)王水【典型例题】[例1] 在一定条件下,某元素的氢化物X 可完全分解为两种单质:Y 和Z ,若已知: ① 反应前的X 与反应后生成的Z 的物质的量之比3:2)(:)(=Z n X n② 单质Y 的分子为正四面体构型 请填写下列空白。
(1)单质Y 是 ,单质Z 是 (填写名称或分子式) (2)Y 分子共含 个共价键。
(3)X 分解为Y 和Z 的化学方程式为 。
解析:此题的突破口是:单质Y 的分子为正四面体构型。
则单质为正四面体构型应为白磷分子,3PH 能分解,且分解后各物质的量之比符合条件①。
答案:(1)白磷(4P );氢气(2H ) (2)6 (3)24364H P PH +=[例2] 将盛有2N 和2NO 混合气体的试管倒立于水中,经过足够的时间后,试管内气体的体积缩小为原体积的一半,则原混合气体中氮气和二氧化氮的体积比是( )A. 1:1B. 2:1C. 3:1D. 1:3解析:依题意及有关反应来考虑。
混合气体中2NO 与水发生反应:O H NO 223+=NO HNO +32,生成的NO 不溶于水,和2N 混合为剩余气体,其体积为原混合气体的一半,则)](31)([2)()(2222NO V N V NO V N V +⨯=+,3:1)(:)(22=NO V N V 。
一、氮族元素1.氮族元素:包括氮(N)磷(P)砷(As)锑(Sb)铋(Bi)五种元素,最外层有个电子,电子层数不同,是元素。
2.氮族元素性质比较:在周期表中从上到下性质相似,最高价态为,负价为,Sb、Bi无负价;最高价氧化物水化物(HRO3或H3RO4)呈酸性。
但非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增强,从非金属元素逐渐过渡过金属元素。
二、氮元素单质及其重要化合物的主要性质、制法及应用氮元素是一种典型的变价元素,掌握氮元素形成的单质和化合物的有关知识,应抓住以下线索(N元素化合价为线索)化合价-3 0 +2 +4 +5物质NH3N2NO NO2HNO3(铵盐)(硝酸盐)1.氨气(NH3):(1)分子结构:由极性键形成的三角锥形的极性分子,N原子有一孤对电子;N -3价,为N元素的最低价态(2)物理性质:无色、气味的气体,密度比空气,溶于水,常温常压下1体积水能溶解700体积的氨气,易液化(可作致冷剂)(3)化学性质:①溶于水并与H2O反应:,溶液呈性,氨水的成份为:,浓氨水易挥发;②与酸反应:、(有生成);③还原性(催化氧化):(4)实验室制法:药品和方程式,工业制法用和检验方法:或与浓氨水接近,能产生白烟现象的物质(1)挥发性的酸,如浓HCl(2)Cl2: 8NH3 + 3Cl2 =6NH4Cl + N2(5)用途:化工原料,制硝酸、氮肥等,作致冷剂例题1:某学生课外活动小组利用右图所示装置分别做如下实验:在试管中注入某红色溶液,加热试管,溶液颜色逐渐变浅,冷却后恢复红色,则原溶液可能是__________溶液;加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是:_____________________________________。
例题2.制取氨气并完成喷泉实验。
(1)写出实验室制取氨气的化学方程式:_________________________________________________。
(2)收集氨气应使用_________________法,要得到干燥的氨气可选用_________________做干燥剂。
氮族元素与氮族化合物的性质与应用氮族元素是周期表中的第15族元素,包括氮、磷、砷、锑和钋,它们在自然界中广泛存在且具有重要的化学特性。
在本文中,我们将详细探讨氮族元素及其化合物的性质以及它们在各个领域中的应用。
1. 氮族元素的性质氮族元素的共同特点是它们都有五个电子在外层,其中三个电子参与与其他原子的共价键形成化合物。
氮是最重要的氮族元素之一,它是大气中最丰富的元素,占据了气体组成的78%。
氮具有高的电负性和稳定性,因此很难与其他元素发生直接的反应。
然而,在高温和高压条件下,氮可以与氢或氧等元素发生反应形成氨和硝酸等化合物。
磷是氮族元素中比较常见的一个,它主要存在于矿石和磷酸盐矿物中。
磷有多种同素异形体,包括白磷、红磷和黑磷。
白磷是最常见的形式,它在常温下呈黄色或白色固体,具有强烈的毒性和较高的反应活性。
红磷是一种较稳定的形式,常用于制备化学肥料和化学添加剂。
黑磷在最近几年被发现具有特殊的电子和光学性质,因此在电子器件和光电子学领域有着广泛的应用前景。
2. 氮族化合物的性质和应用氮族化合物是由氮族元素与其他元素结合形成的化合物,具有多样的结构和性质。
其中最重要的化合物是氨,它是由氮和氢组成的无色气体,具有强烈的刺激性气味。
氨是一种重要的工业化学品,广泛用于制造肥料、塑料、洗涤剂和爆炸物等。
此外,氨还可以用作溶剂、中和剂和水处理剂。
硝酸是另一种常见的氮族化合物,它是由氮、氧和氢组成的无色液体。
硝酸广泛应用于农业、医药和化工等领域。
在农业中,硝酸作为一种重要的氮肥,能够提供植物生长所需的氮营养。
在医药和化工领域,硝酸被用作溶剂、催化剂和前体化合物。
此外,氮族化合物中还有一些重要的化合物,如三氯化磷、氰化物和腈等。
三氯化磷是一种无色液体,是重要的磷化工原料和有机合成中间体。
氰化物是由氰和元素形成的化合物,其中最常见的是氢氰酸和氰化钠。
氰化物在有机合成和金属提取中有着广泛的应用。
腈是由碳和氮组成的有机化合物,具有较高的极性和溶解性,广泛用于有机合成反应中。