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我的课件小杨-1-氮及化合物一、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5个电子，电子层数不同，是VA族元素。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+5，负价为-3，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。具体表现为：如氢化物的稳定性NH3PH3AsH3、最高价氧化物水化物的酸性HNO3H3PO4等；这是由于它们的原子中最外层都有5个电子（性质相似），而在周期表中按从上到下的顺序电子层数逐渐增多（得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强）引起的。元素相似性递变性NPASSbBi1、最外层都有个电子，化合价主要有2、气态氢化物的通式：3、最高价氧化物对应的水化物通式为原子结构单质物性单质化性核电荷数、电子层数原子半径熔沸点先升高后降低单质密度单质氧化性最高价氧化物对应水化物的酸性氢化物的稳定性【】下列各项性质的递变规律错误的是AA.沸点：NH3PH3AsH3B.非金属性：NPAsC.还原性：AsH3PH3NH3D.酸性：HNO3H3PO4H3AsO4二、同素异形体由同种元素组成的性质不同的单质，叫做这种元素的同素异形体。如红磷和白磷都是由磷元素形成的单质，但常温下红磷在空气中能稳定存在而白磷在空气中能自燃（须保存在冷水中），红磷和白磷的完全燃烧产物都是五氧化二磷。白磷、红磷都是磷元素的同素异形体。在常见的元素中碳、氧、硫等也存在着同素异形现象，如，金刚石、石墨和富勒烯（C60、C70等）都是碳的同素异形体；O2、O3是氧的同素异形体。【】下列说法中，正确的是A．CO、CO2互为同素异形体B．碘晶体、碘蒸气是同素异形体我的课件小杨-2-C．同素异形体是同种元素的不同单质D．金刚石、石墨和富勒烯虽然性质差异较大，但在氧气中完全燃烧都生成二氧化碳且在一定条件下能相互转化三、氮气和氮氧化物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-30+2+4+5物质NH3N2NONO2HNO3（铵盐）（硝酸盐）1、氮气：无色无味、难溶于水的气体。空气中78%（体积分数）是氮气。氮分子（N2）为双原子分子，结构稳定，决定了氮气性质的稳定性，常温下氮气很稳定，很难与其它物质发生反应，因此，生产上常用氮气作保护气。但这种稳定是相对的，在一定条件下（如高温、放电等），也能跟某些物质（如氧气、氢气等）发生反应。N2+O22NON2+3H22NH32、固氮作用：游离态氮转变为化合态氮的方法。自然固氮→闪电时，N2转化为NO生物固氮→豆科作物根瘤菌将N2转化为化合态氮工业固氮→工业上用N2和H2合成氨气3、氮氧化物（NO和NO2）：氮元素有＋1、＋2、＋3、＋４、＋5等五种正价态，五种正价对应六种氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐。NO是一种无色不溶于水的有毒气体，不溶于水，而NO2则是一种红棕色有刺激性气味的有毒气体，能溶于水，溶于水生成HNO3和NO，NO2还易发生二聚反应。氮的氧化物是形成光化学烟雾的因素之一，对环境的危害极大。NO和NO2的相互转化关系为：2NO＋O2＝2NO2；3NO2＋H2O＝2HNO3＋NONO2具有强氧化性，能与许多还原性物质反应，如：SO2、I－等，NO2还能与碱溶液反应，生成硝酸盐和亚硝酸盐。如：NO2＋SO2＝NO＋SO3；2NO2＋2NaOH＝NaNO3＋NaNO2＋H2O故可用碱液来吸收硝酸工业中产生的尾气。NO、NO2的制取①实验室NO可用Cu与稀HNO3反应制取：3Cu＋8HNO3（稀）＝3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，由于NO极易与空气中的氧气作用，故只能用排水法收集。②实验室NO2可用Cu与浓HNO3反应制取：Cu＋4HNO3（浓）＝Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O由于NO2可与水反应，故只能用排空气法收集。NO和NO2的性质NONO2放电催化剂高温高压我的课件小杨-3-色、态（常温下）无色气体红棕色气体气味没有气味刺激性气味毒性有毒有毒重要反应2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO氮氧化物对环境的污染、危害及防治措施①硝酸型酸雨的产生及危害②造成光化学烟雾的主要因素③破坏臭氧层措施：使用洁净能源，减少氮氧化物的排放；为汽车安装尾气转化装置；处理工厂废气四、氨和铵盐1、氨的合成：工业制法N2+3H22NH3实验室制法Ca（OH）2+2NH4Cl＝CaCl2+2NH3↑+2H2O，2、氨气的物理性质：氨气是无色、有刺激性气味的气体，在标准状况下，密度是0.771g.L-1，比空气小。氨易液化，液氨气化时要吸收大量的热，使周围温度急剧下降，所以液氨可作致冷剂。氨极易溶于水，常温常压下，1体积水中大约可溶解700体积的氨气。氨的水溶液称氨水。计算氨水的浓度时，溶质应为NH3。3、氨的化学性质：（1）氨溶于水时，大部分氨分子和水分子形成一水合氨分子（NH3·H2O）。一水合氨分子（NH3·H2O）不稳定，受热时分解为氨气和水。NH3+H2ONH3·H2ONH3·H2ONH4++OH-氨水显弱碱性。液氨与氨水：（2）氨具有弱碱性，可以与酸（硫酸、硝酸、盐酸等）反应，生成铵盐。NH3+H+NH4+（3）与氧气反应（具有还原性）氨气在催化剂（如铂等）、加热条件下，生成一氧化氮和水，放出热量。此反应是放热反应，是工业制硝酸的基础。4NH3+5O2催化剂△4NO+6H2O4、氨的实验室制法①反应原理：2NH4Cl+Ca(OH)2△CaCl2+2NH3↑+2H2O②发生装置：固固反应加热装置，与制取氧气的发生装置相同。③干燥：用碱石灰干燥。④收集方法：由于氨易溶于水，密度比空气小，所以只能用向下排空气法。名称液氨氨水形成氨降温加压液化氨溶于水物质分类纯净物混合物成分NH3NH3、NH3·H2O、H2O、NH4+、OH-、H+催化剂高温高压我的课件小杨-4-⑤检验：a．用湿润的红色石蕊试纸(变蓝)b．蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口(白烟)。⑥棉花团的作用：是为了防止试管内的NH3与试管外的空气形成对流，以期在较短时间内收集到较为纯净的氨。5、铵盐：由铵离子和酸根离子构成的盐。如：硫酸铵【（NH4）2SO4，俗称硫铵，又称肥田粉】，氯化铵【NH4Cl，俗称氯铵】，硝酸铵【NH4NO3，俗称硝铵】，碳酸氢铵【NH4HCO3，俗称碳铵】铵盐属于铵态氮肥。常用氮肥有硝态氮肥和尿素【CO（NH2）2】铵盐的性质①铵盐都是无色或白色的晶体晶体，且都易溶于水。②与碱作用：(NH4)2SO4+2NaOH△Na2SO4+2NH3↑+2H2ONH3NO3+NaOH△NaNO3+NH3↑+H2O实质：NH4++OH-△NH3↑+H2O铵盐与碱共热都能产生NH3，这是铵盐的共同性质。有关系式：NH4+NH3，相互之间可以转化。③受热发生分解反应非氧化性酸组成的铵盐，加热分解为氨和相应的酸。(NH4)2CO3△2NH3↑+CO2↑+H2ONH4Cl△NH3↑+HCl↑(气体遇冷形成白色固体)NH3NO3△N2O↑+2H2O(发生复杂的反应，爆炸)贮存铵态氮肥时，为了防止受热分解，应密封包装并放在阴凉通风处。6．NH4+的检验方法：取少许样品与碱混合于试管中共热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，若试纸变蓝，则证明样品中含有NH4+。五、硝酸的性质硝酸的物理性质：纯净的硝酸是无色易挥发，有刺激性气味的液体，能以任意比溶于水，常用浓硝酸的质量分数约为63%，质量分数98%的硝酸叫做发烟硝酸，硝酸是一种重要的化工原料。硝酸的化学性质：硝酸具有酸的通性，但硝酸与金属反应时一般无氢气产生。1、不稳定性：硝酸在受热或光照条件下即可分解：4HNO3＝4NO2↑＋O2↑＋2H2O，常见浓硝酸显黄色，是由于硝酸分解产生的NO2气体溶解在其中，故浓硝酸应保存在棕色试剂瓶中，置于阴暗处。2、强氧化性：1与金属反应：硝酸和金属反应时，硝酸作为氧化剂，硝酸的浓度越高，其氧化性越强，还原产物的价态越低。A：常温下，浓硝酸可使Fe、Al表面形成致密的氧化膜而发生钝化，阻止反应的继续进行。B：一定条件下硝酸能与除铂以外的多数金属反应，通常浓硝酸反应后生成的气体主要是NO2，稀硝酸反应后生成的气体主要是NO，如：铜与浓、稀硝酸的反应：3Cu＋8HNO3（稀）＝3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2OCu＋4HNO3（浓）＝Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2OHOH我的课件小杨-5-变价金属与硝酸反应时，产物的价态则要看硝酸与金属的物质的量的相对大小，若金属过量，则生成低价的金属硝酸盐，若硝酸过量，则生成高价的金属硝酸盐。如：铁与稀硝酸的反应：3Fe（过量）＋8HNO3（稀）＝3Fe（NO3）2＋2NO↑＋4H2OFe（不足）＋4HNO3（浓）＝Fe（NO3）3＋NO↑＋2H2O2硝酸不仅可与金属反应，还可与非金属单质反应：如：浓硝酸与单质碳反应的化学方程式：C＋4HNO3（浓）＝CO2↑＋4NO2↑＋2H2O非金属单质与浓硝酸反应时，一般生成高价的非金属氧化物或高价的含氧酸3硝酸与低价态化合物的反应硝酸能氧化很多低价态的化合物，如S2－、SO32－、I－、Fe2＋等还原性物质，故在酸性条件下NO3－与S2－、SO32－、I－、Fe2＋等不能共存于同一溶液中，但在中性或碱性介质中，可以共存。（3）与有机物反应：在一定条件下硝酸可与某些有机物发生取代反应和颜色反应：如：浓硝酸与苯、苯酚等物质的硝化反应、与醇的酯化反应、与某些蛋白质的颜色反应等。小结：氮及其化合物的性质和转化关系：NH4NO3NH3HNO3N2NONO2【】将1.92gCu粉与一定量的浓硝酸反应，当Cu粉完全作用时，收集到气体1.12L（标况），则所消耗硝酸的物质的量是：A.0.12molB.0.11molC.0.09molD.0.08mol答案：B【】.用以下三种途径来制取相等质量的硝酸铜：（1）铜跟浓硝酸反应；（2）铜跟稀硝酸反应；（3）铜先跟氧气反应生成氧化铜，氧化铜再跟硝酸反应。以下叙述中正确的是A.三种途径所消耗的铜的物质的量相等B.三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等C.所消耗的铜的物质的量是：途径（3）＞途径（1）＞途径（2）D.所消耗的硝酸的物质的量是：途径（1）＞途径（2）＞途径（3）答案：AD【】某试剂厂有银（含杂质铜）和硝酸（含杂质Fe3＋）反应制取硝酸银。步骤如下过量银循环使用原料混合A加热保温B冲稀静置C过滤DAgNO3晶体蒸发E冷却结晶F吸收装置银(过量)HNO3NOxNOx通入过量热的水蒸气热点依据上述步骤，完成下列填空：（1）溶解银的硝酸应该用硝酸（填浓或稀）。原因是（填序号，下同）（a）减少过程中产生NOX的量___________（b）减少原料银的消耗量___________（c）节省硝酸物质的量（2）步骤B加热保温的作用是___________。（a）有利于加快反应速率（b）有利于未反应的硝酸挥发（c）有利于硝酸充分反应，降低溶液中c（H＋）我的课件小杨-6-（3）步骤Ｃ中是为了除去Fｅ3＋、Cu2＋等杂质，冲稀静置时发生的化学反应是_________（a）置换反应（b）水解反应（c）氧化还原反应产生的沉淀物化学式.答案：（1）稀，（a）、（c）（2）（a）、（c）（3）（b），Fe（OH）3、Cu（OH）2【】1898年，曾有人发明了固氮的一种方法，该法以石灰石、焦炭、空气为原料。第一步反应是石灰石分解；第二步是使第一步反应产物和焦炭反应，在电炉中的高温下制得第三步反应起始物；第三步反应中另一反应物是空气，该反应也是在电炉中完成的，生成一种固体；第四步是使该固体和水蒸气反应制得氨气。又知该固体中有与N3－互为等电子体的离子。（1）试写出四步反应的化学方程式；（2）试简评该固氮方法。答案：（1）CaCO3CaO＋CO