第十六章氮、磷、砷

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第十六章氮、磷、砷一、是非题1在N2分子轨道能级顺序中，σ2p的能量

第十六章氮、磷、砷一、是非题1. 在N2分子轨道能级顺序中，σ2p的能量比π2p高，因此，N2参加反应时，应首先打开σ键，而不是π键。

2. 白磷分子式为P4，几何构型为四面体，每个磷原子的3s、3p轨道都发生了sp3杂化。

3. NO2-和O3互为等电子体；NO3-和CO32-互为等电子体；HSb(OH)6、Te(OH)6、IO(OH)5互为等电子体。

4. 用棕色环反应鉴定NO2-和NO3-时，所需要的酸性介质是一样的。

5. 固体的五氯化磷，实际上是离子化合物[PCl4]+[PCl6]-。

二、选择题1. 用煤气灯火焰加热硝酸盐时，可分解为金属氧化物、二氧化氮和氧气的是A.硝酸钠B.硝酸锂C.硝酸银D.硝酸铯2. 有关H3PO4、H3PO3、H3PO2不正确的论述是A.氧化态分别是+5，+3，+1B. P原子是四面体几何构型的中心C.三种酸在水中的离解度相近D. 都是三元酸3.将NO2气体通入NaOH溶液，反应的产物应该是：A NaNO3、NaNO2、H2OB NaNO3、NaNO2C NaNO3、H2OD NaNO2、H2O4. P4O6称为三氧化二磷，它可以：A.溶解于冷水中，生成H3PO3B.溶解于冷水中，生成H3PO4C.溶解于热水中，生成H3PO3D.以上都不对5.以下含氧酸中，二元酸是：A 焦磷酸B 次磷酸C 亚磷酸D 正磷酸6.HNO2是不稳定的化合物，它在水溶液中：A 不分解为HNO3和NOB 不能全部电离C 不作为氧化剂D 不作为还原剂7.磷的单质中，热力学上最稳定的是：A.红磷B.白磷C.黑磷D.黄磷8.下列分子或离子中，不存在π34的是：A. SO2B. NO2-C. HNO3D. NO3-9.关于五氯化磷(PCl5)，下列说法中不正确的是A.它由氯与PCl3反应制得B.它容易水解生成磷酸(H3PO4)C.它在气态时很稳定D.它的固体状态是结构式为[PCl+][PCl6-]的晶体410.下列含氧酸中属于三元酸的是A.H3BO3B.H3PO2C.H3PO3D.H3AsO411. 既能溶于Na2S又能溶于Na2S2的硫化物是A. ZnSB.As2S3C. HgSD. CuS12. 在NaH2PO4溶液中加入AgNO3溶液后主要产物是A. Ag2OB. AgH2PO4C. Ag3PO4D. Ag2HPO413. 对于H2O2和N2H4，下列叙述正确的是（）A.都是二元弱酸B.都是二元弱碱C.都具有氧化性和还原性D. 都可与氧气作用14、硝酸盐热分解可以得到单质的是A、AgNO3B、Pb(NO3) 2C、Zn(NO3) 2D、NaNO315、关于五氧化二磷的化合物，下列说法不正确的是A、它的分子式是P４O１０B、它容易溶于水，最终生成磷酸C、它可用作高效脱水剂及干燥剂D、它在常压下不能升华16、关于PCl３，下列说法错误的是A、分子空间构型为平面三角形B、在潮湿的空气中不能稳定存在C、遇干燥氧气，生成氯氧化磷(POCl３)D、遇干燥的氯气，生成PCl５17、欲使含氧酸变成对应的酸酐，除了利用加热分解外，一般采用适当的脱水剂，要将高氯酸变成其酸酐(Cl2O7)一般采用的脱水剂是( )A、发烟硝酸B、发烟硫酸C、五氧化二磷D、碱石灰18、对于白磷来说，下列叙述正确的是（）A. 以单键结合成P 4四面体B. 键角为75度C. 键的张力很大D. 在自然界中以游离态存在19、下列物质易爆的是（）(A) Pb(NO3)2(B) Pb(N3)2(C) PbCO3 (D) KMnO420、将NCl3通入碱性溶液，其水解产物是（）(A) NH3和ClO-(B) NH3和Cl-(C)NO-和Cl-(D)NH4+和Cl-221、PCl3和水反应的产物是（）(A) POCl3和HCl (B) H3PO3和HCl(C) H3PO4和HCl (D) PH3和HClO22、二氧化氮溶解在NaOH溶液中可得到（）(A) NaNO2和H2O (B) NaNO2，O2和H2O(C) NaNO3，N2O5和H2O (D) NaNO3，NaNO2和H2O23、有关H3PO4、H3PO3、H3PO2不正确的论述是（）(A) 氧化态分别是+5，+3，+1 (B) P原子是四面体几何构型的中心(C) 三种酸在水中的离解度相近(D) 都是三元酸24、实验室中白磷是浸泡在（）中；金属钠是浸泡（）中。

第十六章氮族元素1

电子层
K
2
L K
8 2
第 VA
13 Al 铝 31 Ga 镓 49 In 铟 81 Tl 铊
M L K N M L K O N M L K P O N M L K
8 8 2 8 18 8 2 8 18 18 8 2 8 18 32 18 8 2
族
本章要求
1、掌握氮和磷的单质及其氢化物、卤化物、氧化物含氧酸及其盐的结构、性质、制备和应用。 3、了解砷的重要化合物的性质和应用。
Cu 4HNO3 (浓) Cu(NO3 ) 2 2NO2 2H 2O
3Cu 8HNO3 (稀) 3Cu(NO3 )2 2NO 4H 2O
第十六章
氮磷砷
§16.2 氮和氮的化合物
活泼金属 4Zn 10HNO3 (较稀) 4Zn(NO3 )2 N2O 5H 2O （HNO3浓度约2mol.L-1）
非金属
VA
7 N 氮 15 P 磷 33 As 砷 51 Sb 锑 83 Bi 铋
VIA 8 O 氧 16 S 硫 34 Se 硒 52 Te 碲 84 Po 钋
VIIA 9 F 氟 17 Cl 氯 35 Br 溴 53 I 碘 85 At 砹
0 2 He 氦 10 Ne 氖 18 Ar 氩 36 Kr 氪 54 Xe 氙 86 Rn 氡
4Zn 10HNO3 (很稀) 4 Zn(NO3 )2 NH4 NO3 3H 2O
（HNO3浓度< 2mol.L-1）
性质二：热不稳定性 4HNO3 = 4NO2+O2+2H2O
第十六章
氮磷砷
§16.2 氮和氮的化合物
（2）硝酸盐性质一：氧化性水溶液在酸性条件下才有氧化性，固体常温稳定在高温时有氧化性。性质二：热稳定性差

氮族元素

O

O N O 气态 N O

O
2. 亚硝酸及其盐 nitrous acid and nitrite
• HNO2极不稳定，只能以稀溶液存在于冷水中。
HNO2— N2O3 + H2O — H2O + NO + NO2
• HNO2的酸性比醋酸稍强: Ka = 7.1×10–4 • 亚硝酸盐比亚硝酸稳定得多，碱金属和碱土金属的亚硝酸盐为稍带黄色的白色晶体，易溶于水。但重金属的亚硝酸盐不太稳定。如AgNO2不到 100℃就分解了。 • 亚硝酸盐有毒，为致癌物质。
2. 亚硝酸及其盐
• 亚硝酸及其盐既具有氧化性又具有还原性，但以氧化性为主。
AӨ(HNO2/NO) = 0.98V AӨ(NO3–/HNO2) = 0.94V
例 2NO2– + 2I– +4H+= 2NO + I2 +2H2O 2MnO4– + 5NO2– +6H+ = Mn2+ + 5NO3– +3H2O
硝酸及硝酸盐
⑵硝酸的性质
绝大多数金属可以同硝酸反应，有三种情况:
① 发生钝化: Fe Cr Al 在冷的浓硝酸中钝化。 ② 被氧化成水合氧化物或含氧酸: Sn Sb W Mo可被浓硝酸氧化为水合氧化物或含氧酸。 ③生成硝酸盐其余情况下均生成硝酸盐
硝酸及硝酸盐
⑵硝酸的性质
• 硝酸的还原产物也比较复杂
• NH4+离子半径与K+、 Rb+相近，所以铵盐在晶形、溶解性、形成复盐等方面与钾盐铷盐类似。
• NH4＋的鉴定
①气室法用pH试纸检验加热碱性溶液所产生的气体 ② 用奈斯勒(Nessler)试剂奈斯勒试剂为KI与 HgI2的混合溶液加KOH的强碱性溶液，其中存在有[HgI4]2– 离子。

第16章氮磷砷-159

21
工业固氮:
固氮
高能固氮:
生物固氮:
工厂
N2
NH3
N2 闪电等 NH3
固氮微生物
N2
NH3
22
大豆根瘤
豌豆根瘤
实例：根瘤菌
23
设想：将固氮基因转移到非豆科作物细胞内，使其自行固氮意义：①减少施氮肥费用，降低粮食生产成本； ②减少氮肥生产，有利于节省能源； ③避免氮肥施用过量造成水体富营养化,有利于环境的保护。
Na(NH3)x+
e(NH3)y-
26
2、氨 (NH3)的结构
N：sp3杂化，三角锥形
..
N
107.3o
H
H
H
27
3、氨的制备方法
1）实验室（铵盐与碱共热）：
24 N C C l H a 2 ( C O 2 a H 22 C O H ) 2 l3 N (g
•
Δபைடு நூலகம்
• (NH 4)2SO4 + 2NaOH = 2 NH 3 +Na2SO4 + 2H 2O
2）工业：
N 2 32 H 4 ~ 5 5 0 0 C 3 0 0 F M e 2PN 3 a H
28
4、性质
① 弱碱性（Kb×10-5）
NH3 H2O NH3 H2O
② 强还原性
NH
4
_
OH
4N 33 H 2 O (纯 ) 22 N 62 H O 4N 35 H 2 O (空 ) 气 P t 4N O 62 H O
单键重键
NH3 PH3 N2H4 NCl3 PCl5 SbCl5
NN NN=N-H O=P(OH)3
N原子可以进行sp3、sp2 、sp等多种杂化，因而表现为最多的氧化态，半径大的其他元素主要以sp3杂化.

16氮磷砷

由此反应可知NO2是一种混合酸酐
质总反应是：
3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO
这就是工业制备硝酸的重要反应。
NO2是一种强氧化剂。碳、硫、磷等在NO2中容易起火燃烧，它和许多有机物的蒸气混合可形成爆
炸性气体。
三、亚硝酸及其盐
结构：
N：sp2杂化后
π

制备：NaNO2 H2SO 4 冷 NaHSO 4 HNO2
N2: [KK(2s)2 (*2s)2 ( 2P)4 ( 2P)2]
结构式:N N
由于N2分子中存在叁键N≡N，所以N2分子具有很大的稳定性，将它分解为原子需要吸收946 kJ•mol-1的能量。N2分子是已知的双原子分子中最稳定的。
主要反应
加热加压催化剂
N2+3H2===========2NH3
NO NO2 H2O 冷冻2HNO2
性质：（1）不稳定
2HNO 2 = H2O N2O3 = H2O NO NO 2
（2）弱酸
(蓝色)
HNO2 = H NO2 _
Ka 7.210_ 4
NO+NO2
亚硝酸 (HNO2)
亚硝酸盐的性质
亚硝酸盐除黄色的AgNO2不溶于水外，一般都易溶于水，亚硝酸盐有毒，是致癌物质。
N原子采取sp 杂化，形成一个σ键，一个 π键和一个三电子π键。N的氧化数为+2。 NO共有11个价电子，全部成对是不可能的，因此NO是一个奇电子分子，是顺磁性的。
NO是中性氧化物，无色气体，微溶于水，空气中极易与氧
气反应生成棕色的NO2，溶液中容易与金属离子生成配合物低温下NO容易形成梯形结构的二聚体N2O2 ，如:
(NH4 )2 Cr2O7 N 2 (g) Cr2O3 (s) 4H2O

氮和磷PPT课件4 人教课标版

解析设NO2、O2的体积分别为x、y， • • 4NO2+O2+2H2O 4HNO3 • (1)若剩余5 mL为O2，则有： • x y 50m L x 36m L • 解得 , x • y 5 m L y 14m L 4 • x∶y=36 mL∶14 mL=18∶7;
体验２
•
体验３下图表示A、B、C、D、E
五种含氮物质相互转化的关系图，其中A、 B、C、D常温下都是气体，B为红棕色，写出A、B、C、D、E的化学式和各步反应的化学方程式。
• • • • • • •
(1)各物质的化学式为 A N2 、BNO2 、C NO 、 D NH3 、E HNO3 。 (2)各步反应方程式： A C N +O 放电 2NO ； 2 2 D C 4NH +5O 催化剂 4NO+6H O ； 3 2 △ 2 B E ； 3NO2+H2O 2HNO3+NO E C 3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+ 2NO↑+4H2O
体验５
• •
D.它和白磷都是磷的同素异形体
解析本题通过单质磷的结构，考查磷的物理性质和有关同素异形体的概念。该物质分子均由非极性键构成，是非极性分子，不溶于水，观察选项B、C、D都是正确的。
• •
氮气和氮的氧化物性质氮的氧化物及其对大气的污染 NO 是无色、难溶于水的气体，在常温下它很容易与空气中的 O2 化合生成 NO2 。因此 NO 具有强还原性。 • NO2是红棕色、有刺激性气味的有毒气体，易溶于水。它与水反应生成 HNO3 和 NO，工业上利用这一反应制硝酸；
• (2)若剩余5 mL气体为NO，则有： y 50mL 2HNO3+NO x 2+H2O • 3NO x 43m L , 1 y 7mL ( x 4 y ) 5mL • 3 解得

无机化学复习资料

无机化学复习资料第十三章氢稀有气体一.是非题1.氢有三种同位素氕(H),氘(D),氚(T),其中主要是H. ……………………………（√）2.希有气体都是单原子分子,它们间的作用力只有色散力. ……………………（√）3.根据价层电子对互斥理论,XeF4分子为正四面体结构. ………………………（Χ）4.希有气体的化学性质很稳定,这是由于它们的第一电离能在同周期中最大. …………………………………………………………………………………（Χ）二.选择题1.氢分子在常温下不太活泼的原因是……………………………………………（A）A.常温下有较高的离解能;B.氢的电负性较小;C.氢的电子亲合能较小;D.以上原因都有.2.希有气体…………………………………………………………………………（B）A.都具有8电子稳定结构B.常温下都是气态C.常温下密度都较大D.常温下在水中的溶解度较大3.1962年英国化学家巴特列首次合成出的第一个希有气体化合物是…………（B）A.XeF6B.XePtF6C.XeF4D.XeOF44.价层电子对互斥理论不适用于解释……………………………………………（C）A.中心原子缺电子的结构B.中心原子非八隅体结构C.平面四方形结构D.对称性差(如氨)的分子结构三.填空题:1.完成下列反应式A.2XeF2 + 2H2O → 4HF + 2Xe + O2B.3XeF4 + 6H2O → 2Xe + 3/2O2 + 12HF + XeO32.氢的三种同位素的名称和符号是氕(H)、氘(D)、氚(T),其中氚是氢弹的原料.3.氢可能为未来的二级能源,这是由于地球上原料水初储量丰富、燃烧热大、不污染环境等特点所决定.四.简答题:1.氢原子在化学反应中有哪些成键形式?答：有以下几种成键形式:A.氢原子失去1S电子成为H+,除气态的质子流外H+常与其它原子或分子结合;B.氢原子得到一个电子形成H-离子,如与碱金属,碱土金属所形成的离子型化合物; C.氢原子和其它电负性不大的非金属原子通过共用电子对结合,形成共价型氢化物;D.与电负性极强的元素(如F O N等)相结合的氢原子易与另外电负性极强的原子形成氢键;E.氢原子在缺电子化合物中(如B2H6)形成氢桥键.2.希有气体为什么不形成双原子分子?答：希有气体原子的价层均为饱和的8电子稳定结构(He为2电子),电子亲和能都接近于零, 而且均具有很高的电离能,因此希有气体原子在一般条件下不易得失电子而形成化学键. 即希有气体在一般条件下以单原子分子形式存在.第十四章卤素一、是非题.1 除氟外，各种卤素都可以生成几种含氧酸根，例如：ClO4-、ClO3-、ClO2-、ClO-在这些酸根中，卤素的氧化态越高，它的氧化能力就越强。

第16章氮磷砷习题解答

第十六章氮磷砷16-2 答：‹1› 将含有少量NO 2的NO 气体通入热水中3NO 2+H 2O=2HNO 3+NO 这样就可除去其中的气体。

将N 2O 和少量的NO 气体通入水中。

就可除去其中少量的NO 。

‹2›将含有少量NH 3的N 2气体通入水中。

气体通入水中。

就可除去就可除去NH 3，将含有少量H 2O 的NH 3通入CaCl 2中，就可除去其中少量的H 2O 。

16-3 答：‹1› NH 3+H 2O =NH 4++OH -- 在H +传递过程中。

NH 3 得H + ，而H 2O 失H +，所以H 2O 和质子（H +）之间的键能小于NH 3和质子（H +）之间的键能。

‹2› CH 3COOH=CH 3COO -+ H +在水溶液中：存在H 2O= H ++OH - 在液氨中：存在NH 3 =NH 4++NH 2- 而氨比H 2O 对H +的键能大，因此在液氨中C H 3COOH 的电离也大，[H +]较大，酸性较强。

较大，酸性较强。

16-4答：NH 3 是所有气态氢化物中唯一显碱性的物质，按N —P —AS 顺序，其气态氢化物的碱性依次减弱，酸性依次增强，故碱性NH 3>PH 3>ASH 3,而同一种元素的氢化物,化合价越低,碱性越强,故NH 3>N 2H 4>NH 2OH ,综上可知碱性顺序为NH 3>N 2H 4>NH 3OH(碱性)>PH 3(酸性)>AsH 3 (酸性)16-6 答：(1) 在N 3ˉ离子中,两个N-N 键有相等的键长,而在NH 3中两个N-N 键长却不相等,根据VSEPR 理论可知,N 3ˉ离子为直线型结构,故两个N-N 键的键长相等.(2) 从NO+，NO 到NOˉ的键长逐渐增大.根据实验测定NO +的BO=3;NO 的BO=2.5; NOˉ的BO=2,键能越来越小,故键长逐渐增大.(3)NO 2+,NO 2 ,NO 2ˉ键角(∠ONO)依次为180°180°,134.3°,134.3°,134.3°,115.4°,115.4°,115.4°..根据VSEPR 理论可知, NO2+的分子构型为直线型,故其分子内∠ONO 为180°180°, , NO2的分子构型为角型,分子内有一个孤电子存在,单电子对∠ONO 的影响小于N-O 键的影响,故∠ONO 的键角比SP 2杂化的杂化的120°大一点,故为134.3°; NO2ˉ的分子构型也为角型,但分子内有两个孤电子,其对∠ONO 的影响大于N-O 键的影响,故∠ONO 的键角比SP 2杂化的120°小一点,这与实测的115.4°的很好.(4) NH 3, PH 3, ASH 3分子的键角依次为107°107°,93.08°,93.08°,93.08°,91.8°,91.8°,91.8°,,逐渐减小,根据VSEPR 中同族元素形成同类型化合物时的斥力顺序4,处于中心原子的全充满价层里的键和电子之间的斥力大于处在中心原子未充满价层里的键和电子之间的斥力,且N —P —AS 的顺序原子半径递增故本应同为三角锥形分子的NH 3, PH 3, AsH 3的键角依次减小.16-8 解：解：HCl 与NH 3按1:1反应生成NH 4Cl,未反应的HCl 的物质的量n(HCL)=0.05000×n(HCL)=0.05000×0.1050-0.01169×0.1050-0.01169×0.1050-0.01169×0.1022mol=0.00406mol,0.1022mol=0.00406mol,即氮肥中的N 元素的物质的量n(N )=0.00406mol故N ﹪= n(N ) ×= n(N ) ×1414／0.2471×0.2471×100100﹪=0.00406×=0.00406×1414／0.2471×0.2471×100100﹪=22.976﹪16-9答:P 元素的原子具有空的3d 轨道,PF 3分子为SP 3杂化,故PF 3可与过渡金属以SP 3d 2或d 2sp 3等杂化类型形成配位键,故PF 3可以作为配位;而NF 3中N 原子上的一对孤对电子偏向F 一侧,故NF 3几乎不能作为配体来使用. PF 3由于有空的3d 轨道,且电负性比N 的小,使PF 3的P 原子上的一对3S 电子易与过渡金属形成配合键,而在NH 3中,由于N 无d 轨道,又有较强的电负性,故NH 3可与过渡金属形成配合物的能力比PH 3弱.16-10 答：红磷长时点放置在空气中逐渐潮解是因为它与空气中的O 2形成吸水氧化物吸水而潮解，NaOH, CaCl 2空气中逐渐潮解是因为它们直接吸收了空气中的水份而潮解.16-12 答：(1) HNO 3分子为平面结构,中心N 原子采取SP 2杂化,若为NO 3ˉ, SP 2杂化后的键角为120°120°,,但HNO 3为NO 3ˉ与一个质子相连而形成,由于H +的作用,致使NO 3ˉ的对称性被破坏,故HNO 3不稳定.(2) 浓HNO 3见光会按下述分解: 4HNO 3=4NO 2+O 2+2H 2O,致使浓HNO 3.(3)答：答： Ag 与硝酸反应有以下两种情形: ①Ag+2HNO 3(浓)=AgNO 3+NO 2+H 2O; ②3Ag+4 HNO 3(稀)==3 AgNO 3+NO+2 H 2O, NO 2与水可发生如下反应,③3 NO 2+ H 2O=2HNO 3+NO 但反应产生的NO 2不可能全部与水反应,在溶解一定质量的Ag 要使所用HNO 3最少,应使用稀硝酸.16-14 答：无论在Na 2HPO 4或NaH 2PO 4溶液中均存在少量的PO 33-，，如NaH 2PO4在溶液中有如下反应：在溶液中有如下反应： NaH 2PO 4 = Na + + H 2PO 42- ; H 2PO 42 -= H + + HPO 42- HPO 42- = H + + PO 43-3Ag + + PO 43- =Ag 3PO 4 同理同理 Na 2HPO 4有如下反应：有如下反应：Na 2HPO 4= Na ++ HPO 42- HPO 42-= H + + PO 43-3Ag ++ PO 43- =Ag 3PO 4由于正盐Ag 3PO 4的溶解度比相应的碱式盐溶解度小的多，当溶液中[Ag +]3*[ PO 43-]>K sp(Ag 3PO 4)时，便有Ag 3PO 4沉淀析出。

第16章氮磷砷

第16章氮磷砷[教学要求]1．掌握氮和磷的单质及其氢化物、卤化物、氧化物、含氧酸及其盐的结构、性质、制备和应用。

2．了解砷的重要化合物的性质和应用。

[教学重点]1．氮、磷单质的结构和性质。

2．氮和磷的氢化物、卤化物、氧化物、含氧酸及其盐的结构、性质、制备和应用。

3．As(III) 的氧化还原性4.惰性电子对效应。

[教学难点]磷的不同含氧酸及其盐的结构和性质。

惰性电子对效应.[教学时数] 5学时[教学内容]16-1元素的基本性质周期系VA族包括氮、磷、砷、锑、铋五种元素称为氮族元素。

其小半径较小的N和P是非金属元素，而随着原于半径的增大，Sb、Bi过渡为金属元素，处于中间的As为准金属元素。

因此本族元素在性质的递变上也表现出从典型的非金属到金属的一个完整过渡。

价电子构型：ns2np3，与VIIA、VIA两族元素比较，本族元素要获得3个电子形成氧化数为-3的离子是较困难的。

仅仅电负性较大的N和P可以形成极少数为-3的离子型固态化合物Li3N、Mg3N2、Na3P、Ca3P2等。

不过出于N3-、P3-离子有较大的半径容易变形，遇水强烈水解生成NH3和PH3，因此这种离子型化合物只能存在于固态。

本族元素与电负性较小的元素化合时，可以形成氧化数为-3的共价化合物最常见的是氢化物，除N外共它元素的氢化物都不稳定。

主要氧化态：本族元素的金属性比相应的VIIA相VIA族元素来得显著，电负性较大的元素化合时主要形成氧化数为+3、+5的化合物。

形成共价化合物是本族的特征。

铋有较明显的金属性，它的氧化数为+3的化合物比+5的稳定。

氮族元素的主要氧化数有-III、+III、+V。

讨论：1、N、P主要为+5。

若空间许可，N、P都形成+5氧化态的化合物。

2、Bi主要为+3。

Bi价电子构型：6s24f145d106p3。

在成键时，6p电子易于成键，6s电子不易成键。

惰性电子对效应。

见书693页表21-15。

3、 As、Sb主要为+3、+5。

无机化学氮族

配位键 [Pt(NH3)2(N2H4)2]2+、[Cu(NH3)4]2+
16.1.3 元素性质变化规律
N P As Sb Bi
砷分族元素
电负性、第一电离势逐渐变小；
ns电子对的活泼性降低；
As、Sb、Bi的性质较为类似，
与N、P的差别较大；
砷族：+3氧化数化合物的稳定性增强；砷族：+5氧化数的氧化性增强。
同族元素随着原子半径的增大，ns和(n-1)d 电子的能量差增大，使ns2电子呈惰性，成键能力由上往下减弱，表现为高价态物质趋于不稳定，低价态趋于稳定，这现象称为惰性电子对效应。
§16.2 氮及其化合物
Nitrogen and compounds of nitrogen
16.2.1 氮气
（2）弱碱性二元弱碱性，碱性比氨弱： N2H4＋H2O N2H5+＋OH- K1＝1.0×10-6(298K) N2H5+＋H2O N2H62+＋OH- K2＝9.0×10-16(298K)
（3）还原性 N2H4＋4OH4CuO＋N2H4
4AgNO3 + N2H4N2＋4H2O＋4e φθ＝-1.15 V 2Cu2O＋N2↑＋2H2O 4Ag + N2 + 4HNO3
§16.4 砷、锑、铋
§16.5 惰性电子对效应
§16.1 通性
Ordinary Character
16.1.1 价层电子结构特点
16.1.2 氧化态和成键特征 16.1.3 元素性质变化规律
Ⅵ A Ⅶ A 0族 2He 氮 7N 8O 9F 10Ne 磷 15P 16S 17Cl 18Ar 砷 33As 34Se 35Br 36Kr 锑 52Sb 52Te 53I 54Xe 铋 83Bi 84Po 85At 86Rn

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第十六章氮、磷、砷总体目标：1.掌握氮和磷单质、氢化物、卤化物、氧化物、含氧酸及其盐的结构、性质、制备和用途2.了解砷、锑、铋单质及其化合物的性质递变规律各节目标：第一节氮的单质掌握N2的结构；氮与非金属、金属的反应；氮气的实验室制法和工业制法第二节氮的成键特征通过氮的价层电子结构，了解它的成键特征第三节氮的氢氧化物1.掌握NH3的工业制法和实验室制法以及它的结构2.了解NH3的物理性质；掌握它的配位反应、取代反应、氨解反应和氧化反应以及用途；铵盐的水解性和热稳定性。

3.了解联氨、羟胺、叠氨酸的结构和性质第四节氮的氧化物1.掌握氮元素的自由能—氧化图2.掌握氮的氧化物（N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5）的结构和重要性质3.了解HNO2及其盐的制备、结构、性质4.掌握HNO3及其盐的结构和性质；硝酸盐热分解的一般规律；王水的成分和性质5.掌握硝酸盐和亚硝酸盐的鉴别方法第五节磷单质1.掌握磷原子的价电子层结构；磷的成键特征2.掌握磷的工业制法、同素异形体、化学性质及用途第六节磷的化合物1.掌握磷化氢的制备方法和性质2.掌握P4O6、P4O10和H3PO4的结构、制备、性质和用途；磷酸盐的溶解性3.了解次磷酸、亚磷酸、焦磷酸、偏磷酸化学式的书写、命名和主要性质；卤化磷、硫化磷的重要性质第七节砷、锑、铋了解砷、锑、铋单质及其化合物的性质递变规律习题一选择题1. 氮气制备的方法是（）A. 将硝酸氨NH4NO3加热B. 将亚硝酸氨NH4NO2加热C. 将氯气与氨气混合D. B和C2. 下列化合物中与水反应放出HCl的是（）A. CCl4B. NCl3C. POCl3D. Cl2O73. NO2溶解在NaOH溶液中可得到（）A. NaNO2和H2OB. NaNO2、O2和H2OC. NaNO3、N2O5和H2OD. NaNO3、NaNO2和H2O4. 硝酸盐加热分解可以得到单质的是（）A. AgNO3B. Pb（NO3）2C. Zn（NO3）2D. NaNO35. 下列分子中具有顺磁性的是（）A. N2OB. NOC. NO2D. N2O36. 下列分子中，不存在4π离域键的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)3A. HNO3B. HNO2C. N2OD. -N37. 分子中含d—p反馈π键的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)A. HNO3B. HNO2C. H3PO2D. NH38. 下列物质中酸性最强的是（）A. N2H4B. NH2OHC. NH3D. HN39. 下列酸中为一元酸的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)A. H4P2O7B. H3PO2C. H3PO3D. H3PO410. 下列各物质按酸性排列顺序正确的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)A. HNO2>H3PO4>H4P2O7B. H4P2O7>H3PO4>HNO2C. H4P2O7>HNO2>H3PO4D. H3PO4>H4P2O7>HNO211. 下列物质中，不溶于氢氧化钠溶液的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)A. Sb(OH)3B. Sb(OH)5C. H3AsO4D. Bi(OH)312. 加热分解可以得到金属单质的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)A. Hg(NO3)2B. Cu(NO3)2C. KNO3D. Mg(NO3)213. NH4NO3受热分解产物为（）A. NH3+HNO2B. N2+H2OC. NO+H2OD. N2O+H2O14. 下列物质中受热可得到NO2的是（）A. NaNO3B. LiNO3C. KNO3D. NH4NO315. 下列氢化物中，热稳定性最差的是（）A. NH3B. PH3C. AsH3D. SbH316. 遇水后能放出气体并有沉淀生成的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)A. Bi(NO3)2B. Mg3N2C. (NH4)2SO4D. NCl317. 下列物质均有较强的氧化性，其中强氧化性与惰性电子对有关的是（）A. K2Cr2O7B. NaBiO3C. (NH4)2S2O8D. H5IO618. 下列化合物中，最易发生爆炸反应的是（）A. Pb(NO3)2B. Pb(N3)2C. PbCO3D. K2CrO419. 欲制备NO气体，最好的实验方法是（）A. 向酸化的NaNO2溶液中滴加KI溶液B. 向酸化的KI溶液中滴加NaNO2溶液C. Zn粒与2mol·dm-3HNO3反应D. 向双氧水中滴加NaNO2溶液20. N2和C2H2分子中都含有键，但的化学性质不活泼。

对此能做出解释的理论是（）A. 价键理论B. 杂化轨道理论C. 分子轨道理论D. 价层电子对互斥理论21. 硝酸钠的氧化性表现较强的状态是（）(吴成鉴《无机化学学习指导》)A. 在酸性溶液中B. 在碱性溶液中C. 在高温熔融状态D. 与所处的状态无关22. 保存白磷的方法是将其存放入（）(吴成鉴《无机化学学习指导》)A煤油中B水中C液体石蜡中 D 二硫化碳中23. 下列叙述正确的是（）(吴成鉴《无机化学学习指导》)A. 磷酸和磷酸盐都是弱氧化剂B. 次磷酸盐有较强的还原性C. 五卤化磷都是稳定的D. 三氯化磷都是共价化合物，不易水解二填空题1. 分别填写下列化合物中氮的氧化数N2H4( ) NH2OH( ) NCl3( ) N2O4( )2. 叠氮酸的分子式是，它是酸，其相应的盐称。

叠氮酸根的构型为型，其中有二个键，二个键。

3. 依次写出次、亚、正、偏、焦磷酸的化学：、、、、。

4. NaH2PO4显性，Na2HPO4显性，NH3显性，HN3显性。

5. 在砷、锑、铋的硫化物中，能溶于Na2S的是：；；；。

6. 将2molP4O10转变为正磷酸，至少需要molH2O，NH4NO2中N的平均氧化数为。

(吉林大学《无机化学例题与习题》)7. 将下列化学式填入与其相匹配的空格中，雄黄，格式盐，次磷酸钡，三磷酸钠，三聚偏磷酸钠。

[A. (NaNO3)3 B. Ba(H2PO2)2 C. Na5P3O10 D. As4S4 E. (NaPO3)n] (吉林大学《无机化学例题与习题》)8. 磷的同素异形体常见的有、、；其中最活泼的是，其分子式是，从热力学上看它在溶液中可能发生歧化反应。

(吉林大学《无机化学例题与习题》)9. 在PCl5晶体中含有和离子，它们的构型分别为和。

10. PH3的分子构型为，其毒性比NH3，其溶解性比NH3，其酸性比NH3。

三简答题1. 给出NCl3,PCl3,AsCl3,SbCl3,BiCl3的水解反应，并说明NCl3与PCl3水解产物不同的原因。

2. 用路易斯酸碱理论分析BF3、NF3和NH3的酸碱性。

3. 如何鉴别As3+、Sb3+、Bi3+三种离子？4. 为什么虽然氮的电负性比磷高，但磷的化学性质比氮活泼？5. 为什么Bi(Ⅴ)的氧化能力比同族其它元素都强？6. 为什么P 4O 10中P —O 键长有两种，分别为139pm 和162pm ？7. 如何除去NO 中含有的微量NO 2？8. 用反应式表示由BiCl 3制备NaBiO 3的过程。

9. 解释磷和热的KOH 溶液反应生成的PH 3气体遇空气冒白烟。

10. 为什么向NaH 2PO 4或Na 2HPO 4溶液中加入AgNO 3溶液均析出黄色Ag 3PO 4？四计算题1. 等体积的0. 2mol/LNaH 2PO 4与同浓度的Na 2HPO 4混合，求溶液之pH 值。

参考答案一选择题 1. D 2. C 3. D 4. A 5. B,C 6. B 7. C 8. D 9. B 10.B 11. D 12. A 13. B 14. B 15. D 16. B 17. B 18. B 19. B 20.C 21. C 22. B 23. B二填空题1. -2; -1; +3; +42. HN 3, 弱、叠氮化合物、直线， 43,πσ3. H 3PO 2, H 3PO 3, H 3PO 4, HPO 3, H 4P 2O 74. 酸、碱、碱、酸5. As 2S 5，As 2S 3， Sb 2S 5， Sb 2S 36. 12， O7. D ，E ，B ，C ， A 8. 白磷、红磷、黑磷；白磷，P 4，碱性。

9. [PCl 4]+，[PCl 6]-，正四面体，正八面体。

10. 三角锥，大，小，强。

三简答题1. 各化合物的水解反应为：NCl 3+3H 2O=NH 3↑+3HClOPCl 3+3H 2O=H 3PO 3+3HClAsCl 3+3H 2O=H 3AsO 3+3HClSbCl 3+H 2O=SbOCl ↓+2HClBiCl 3+H 2O=BiOCl ↓+2HCl由于P 的电负性比Cl 小，则PCl 3水解时P 与OH 结合，而Cl 与H 结合，水解产物为P （OH ）3（即H 3PO 3）和HCl 。

NCl 3中，N 与Cl 的电负性相近，但N的半径比Cl小得多，N上的孤对电子向H2O中H的配位能力较强。

因而水解时N与H结合为NH3，Cl与OH结合为HClO。

2. BF3是路易斯酸；NH3是路易斯碱；NF3无酸碱性。

3. 方法一：试液中通H2S生成沉淀，向沉淀中加2mol·L-1NaOH，不溶的Bi2S3；再向沉淀中加浓HCl，不溶的是As2S3。

方法二：试液中通H2S后，先加入浓HCl，不溶的是As2S3，再加NaOH，不溶的是Bi2S3。

方法三：试液通H2S后加入Na2S x溶液，不溶的是Bi2S3，其余两种沉淀加入浓HCl，不溶的是As2S3。

4. 答：氮的电负性比磷高，但化学性质却不如磷活泼，这是由二者的单质的结构不同决定的。

氮的半径很小，则N原子间形成三重键，叁键的键能很高，难以断开，因而N2很不活泼。

磷原子的半径较大，而使磷原子间的P轨道重叠很小，不能形成多重键。

P—P 单键键能很小，很容易断开。

特别是白磷的P—P—P键角小，张力大，更活泼。

5. 答：Bi（Ⅴ）的氧化能力比同族其它元素强得多，是由于Bi的2个6s 电子钻穿能力强，不易失去，有“惰性电子对”效应。

失去2个6s 电子的Bi（Ⅴ）更倾向于得到2个电子形成稳定的Bi（Ⅲ）。

6. 答：在P4O10分子中有两种氧，一种是与磷形成双键的端氧（P=O），一种是同时与两个磷成键的桥氧（P—O—P）。

磷氧双键略短，为139pm；端氧单键（桥氧）的键略长些，为162pm。

7. 答：使气体通过水除去NO2， 2 NO2+H2O===2HNO3+N O↑。

8. 答：BiCl3+6NaOH+Cl2===NaBiO3↓+5NaCl+3H2O9. 答：磷和KOH溶液反应生成的PH3气体中含有少量的P2H4，在空气中易自燃生成P2O3而冒白烟。

第十六章氮、磷、砷

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