第二十一讲氮族元素

-1-第1页共13页第二十一讲氮族元素1.氮与磷【考纲要求】氮气的结构和性质。2.氮的氧化物及NO、NO2和O2的混合物的有关计算。3.考查NO、NO2的实验室制法以及有关气体的净化、干燥等知识。4.掌握同素异形体的概念。5．了解P2O5、H3PO4的性质用途。2.氨铵盐【考纲要求】NH3、NH4+的结构和性质NH3实验室制备以及NH4+的检验3.硝酸【考纲要求】1.掌握硝酸的性质2.掌握硝酸的工业制法氮族元素基础知识氮气1．N2的电子式，结构式，由此可以得出N2分子的结构很,N2化学性质_____2.N2的化学性质N2+H2→N2+O2→N2+Mg→Mg3N2+H2O→3.NO的性质无色有毒、不溶与水的气体,能与血红蛋白作用。NO+O2→NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O(除硝酸厂的尾气)不与碱作用生成盐,为不成盐氧化物。4.NO2的性质______色有毒、有_______气味的气体。(2)3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO2=N2O4(在解化学题中有很重要的应用)5.有关NO、NO2、O2等与水的作用计算(无气体剩余的比例),并书写化学反应方程式：4NO2～O24NO～3O26.磷(1)了解白磷分子结构,并与NH4+、CH4的空间结构、键角做对比。(1)白磷是一种色状固体,有剧毒,溶于水,溶于CS2,着火点为。白磷通常保存里。红磷是粉末状固体,毒,-----------溶于水,溶与CS2,着火点为。两者互为。(2)P+O2→P+Cl2(足量)→(3)P2O5是、的酸酐,有极强的性,是一种酸性干燥剂。P2O5不能干燥等性气体。二、NH3-2-第2页共13页1.NH3的物理性质纯净的氨气是的气体，极易溶于水。氨很容易,液氨气化是要吸收热量，液氨常用作制冷剂。2.NH3的化学性质(1)氨和水反应的方程式。通常把当作溶质,氨水的密度比水,而且密度随浓度的增大而。(2)NH3和O2在催化剂存在下发生的化学反应为：,此反应中的氧化剂是、氧化产物是,电子转移的数目是。3.NH3的实验室制法:(1)反应原理:铵盐+碱→NH3↑(NH3是惟一能使红色石蕊试纸变蓝的气体,常用此性质检验NH3,还可以用__________________________检验)方程式：_______________________(2)浓氨水滴入碱石灰(或固体NaOH、生石灰)混合制NH34.工业制法:_________________________5.与浓氨水接近,能产生白烟现象的物质(1)挥发性的酸,如浓HClHBrHIH2S等。(2)Cl2:8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2三、铵盐(NH4+)1.铵盐常温下_____溶于水,均为化合物。2.铵盐受热都发生分解,不同物质、不同温度、分解产物有所不同。3.所有的铵盐和碱反应加热都生成NH3。4.NH4+鉴别的常用试剂:有关的离子方程式。硝酸的物理性质纯硝酸是、气味的液体,能跟水互溶硝酸的化学特性(完成化学方程式)1.不稳定性:HNO3。2.强氧化性(与金属反应不放出H2)浓硝酸使Fe、Al钝化。Fe+HNO3(过量、浓)。Ag+HNO3(稀)。C+HNO3(稀)。S+HNO3(浓)。H2S+HNO3(稀)。Na2SO3+HNO3(稀))。在中性、碱性溶液中NO3-几乎与所有离子能大量共存,但在酸性较强时NO3-与某些还原性的离子不能大量共存。硝酸的工业制法1.NH3+O22.NO+O23.NO2+H2O注意:氨氧化生成的NO由于反复氧化,所以原料氨气与产物硝酸的计算关系式理论应为NH3:HNO3=1:1参考答案氮气1．N2的电子式，结构式NN,由此可以得出N2分子的结构很稳定,N2化学-3-第3页共13页性质不活泼__2.N2的化学性质N2+3H22NH3N2+O2放电2NON2+3Mg点燃Mg3N2Mg3N2+6H2O===3Mg（OH）2↓+2NH3↑3.NO的性质无色有毒、不溶与水的气体,能与血红蛋白作用。NO+O2NO2NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O(除硝酸厂的尾气)不与碱作用生成盐,为不成盐氧化物。4.NO2的性质__红棕__色有毒、有刺激性气味的气体。(2)3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO2=N2O4(在解化学题中有很重要的应用)5.有关NO、NO2、O2等与水的作用计算(无气体剩余的比例),并书写化学反应方程式：4NO2～O24NO～3O26.磷(1)了解白磷分子结构,并与NH4+、CH4的空间结构、键角做对比。(1)白磷是一种白色蜡状固体,有剧毒,不溶于水,易溶于CS2,着火点为40℃。白磷通常保存水里。红磷是红色粉末状固体,无毒,不溶于水,不溶与CS2,着火点为240℃。两者互为C元素的同素异形体。(2)4P+5O22P2O52P+5Cl2(足量)→2PCl5(3)P2O5是H3PO4、HPO3的酸酐,有极强的吸水性,是一种酸性干燥剂。P2O5不能干燥NH3等碱性气体。二、NH31.NH3的物理性质纯净的氨气是有刺激性的气体，极易溶于水。氨很容易液化,液氨气化是要吸收热量，液氨常用作制冷剂。2.NH3的化学性质(1)氨和水反应的方程式。通常把当作溶质,氨水的密度比水小,而且密度随浓度的增大而减小。(2)NH3和O2在催化剂存在下发生的化学反应为：4NH3+5O2====4NO+6H2O,此反应中的氧化剂是O2、氧化产物是NO,电子转移的数目是20。3.NH3的实验室制法:(1)反应原理:铵盐+碱→NH3↑(NH3是惟一能使红色石蕊试纸变蓝的气体,常用此性质检验NH3,还可以用__玻璃棒蘸取浓盐酸检验)方程式：NH3+HCl==NH4Cl__(2)浓氨水滴入碱石灰(或固体NaOH、生石灰)混合制NH34.工业制法:N2+3H22NH35.与浓氨水接近,能产生白烟现象的物质(1)挥发性的酸,如浓HClHBrHIH2S等。(2)Cl2:8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2三、铵盐(NH4+)1.铵盐常温下__都易溶于水,均为离子化合物。2.铵盐受热都发生分解,不同物质、不同温度、分解产物有所不同。3.所有的铵盐和碱反应加热都生成NH3。-4-第4页共13页4.NH4+鉴别的常用试剂:氢氧化钠溶液有关的离子方程式NH4++OH-===NH3↑+H2O。硝酸的物理性质纯硝酸是无色、有刺激性气味的液体,能跟水任意比互溶。硝酸的化学特性(完成化学方程式)1.不稳定性:4HNO3==4NO2+O2+2H2O。2.强氧化性(与金属反应不放出H2)浓硝酸使Fe、Al钝化。Fe+6HNO3(过量、浓)====Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O。3Ag+4HNO3(稀)====3AgNO3+NO↑+2H2O。C+4HNO3(浓)===CO2+4NO2↑+2H2O。S+6HNO3(浓)====H2SO4+6NO2↑+2H2O。3H2S+2HNO3(稀)===3S↓+2NO↑+4H2O。3Na2SO3+2HNO3(稀)===3Na2SO4+2NO↑+H2O。在中性、碱性溶液中NO3-几乎与所有离子能大量共存,但在酸性较强时NO3-与某些还原性的离子不能大量共存。硝酸的工业制法1.4NH3+5O2====4NO+6H2O2.2NO+O2=====2NO23.3NO2+H2O==2HNO3+NO注意:氨氧化生成的NO由于反复氧化,所以原料氨气与产物硝酸的计算关系式理论应为NH3:HNO3=1:1巩固练习一、选择题1．用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡有发生。下列不易区别其真伪的方法是（）A．测定密度B．放入硝酸中C．放入盐酸中D．观察外观2．下列物质存放方法正确的是（）A．药品柜的同一层不可存放浓硝酸和浓氨水B．少量的钠保存在无水乙醇中C．少量白磷保存在二硫化碳中D．硅酸钠溶液保存在玻璃塞的试剂瓶中3．Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能，近年来此领域研究有很大发展，因此这三位教授荣获1998年诺贝尔医学及生理学奖。关于NO的下列叙述不正确的是（）A．NO可以是某些含低价N物质的氧化产物B．NO不是亚硝酸酸酐C．NO可以是某些高价N物质的还原的产物D．NO是红棕色气体4．废切削液中含2%~5%的2NaNO，直接排放会污染环境，下列试剂中能使其转化为不引起二次污染的2N的是（）A．22OHB．ClNH4C．NaClD．浓42SOH-5-第5页共13页5．下列反应式表示氨既有还原性又有碱性的是（）A．22232634NOHPtONHB．2433NHNHNHNHC．2423638NClNHClNHD．2233332NOHCuCuONH二、选择题6．一氯氨（ClNH2）中氨基离子带负电荷，预计它跟水反应的最初生成物是（）A．OHNH2和HClB．OHNH23和HClC．3NH和HC1OD．3NH和3HClO7．图9-1装置可用于（）A．加热3NaHCO制2COB．用Cu与稀3HNO反应制NOC．用ClNH4和浓NaOH溶液反应制3NHD．用NaCl与浓42SOH反应制HC18．关于磷的下列叙述中，正确的是（）A．红磷没有毒性而白磷有剧毒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9．将1.92g铜粉与一定量浓硝酸反应，当铜粉完全作用时收集到气体1.12L（标准状况），则所消耗的硝酸的物质的量是（）A．0.12molB．0.11molC．0.09molD．0.08mol10．对下列事实的解释错误的是（）A．在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象，说明浓硫酸具有脱水性-6-第6页共13页B．浓硝酸在光照下颜色变黄，说明浓硝酸不稳定C．常温下，浓硝酸可以用铝罐来贮存，说明铝与浓硝酸不反应D．反应4224SOHCuSSHCuSO能进行，说明硫化铜既不溶于水，也不溶于稀硫酸11．氢化铵（HNH4）ClNH4结构相似，HNH4和水反应有2H生成，下列叙述不正确的是（）A．HNH4溶于水时，HNH4是氧化剂B．HNH4溶于水后所形成的溶液显酸性C．HNH4的电子式为：]H··[]H··H··N··H··H[D．HNH4固体溶于水有两种气体生成12．将铜粉放入稀硫酸中，加热无明显反应发生。但加入某盐后，发现铜粉质量逐渐减少，该盐可能是（）A．342)(SOFeB．4ZnSOC．3KNOD．NaCl13．下列对硝酸的认识不正确的是（）A．打开浓硝酸的瓶盖会产生棕色的烟B．锌跟稀硝酸的反应是置换反应C．常用硝酸来制炸药、硫酸和化肥D．稀硝酸也是一种强氧化性酸14．0.03molCu投入到一定量的浓3HNO中，Cu完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到标准状况下672mL气体，将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的2O，恰好使气体完全溶于水，则通入2O的体积为（）A．504mLB．336mLC．224mLD．168mL15．化学工业生产尿素的化学反应是（）OHNHCONHCO22232)(2一定条件，已知下列物质在一定条件下均能与水反应产生2H和2CO，2H是合成氨的原料，2CO供合成尿素用，若从原料被充分利用的角度考虑，最好选用的原料是（）A．焦炭B．一氧化碳C．甲烷D．石脑油（125HC，146HC）-7-第7页共13页三、16．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。（3）用图9-2（Ⅰ）装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是____________。该实验的原理是____________________。（4）如果只提供如图9-2（Ⅱ）的装置，请说明引发喷泉的方法。________________________________________________________