第15课 氮族元素

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1、第15课氮族元素（建议2课时）[课程目标]1．认识氮族元素以及在周期表中的位置和原子结构特点2．掌握N2的性质、了解氮的主要用途3．掌握NO、NO2的重要性质及其与环境的关系4．了解氨的物理性质，掌握氨的化学性质及氨的实验室制法5．了解铵盐的性质，掌握铵根离子的检验方法6．掌握硝酸的化学性质，了解硝酸的用途[要点精讲]一、氮族元素氮族元素包括N（氮）、P（磷）、As（砷）、Sb（锑）、Bi（铋）5种元素。在元素周期表中位于ⅤA族，最高正化合价为+5价，最高价氧化物的通式为R2O5，其对应水化物通式为HRO3或H3RO4。最低负化合价为–3价，其氢化物通式为RH3。氮族元素原子结构

2、的异同点：相同点——最外层都是5个电子；不同点——电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。氮族元素化学性质上主要递变规律：从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强。最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱；气态氢化物（RH3）的热稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强；二、氮气与氮的固定1、氮气的物理性质：无色、无味气体，难溶于水，难液化，空气中含78%（体积分数）的氮气。沸点为–195.8℃，熔点为–209.9℃2、分子结构：；N≡N；氮氮叁键键能很高。放电3、化学性质：常温稳定，高温活泼。催化剂高温、高压（1）还原性：N2+O2====2NO（2）氧化性：N2+3H22NH34、用途：

3、合成氨、制硝酸、作保护气等。5、氮的固定：使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法叫做氮的固定。氮的固定主要有自然固氮和人工固氮。自然固氮的途径主要有两种：一种是通过闪电等产生含氮化合物的高能固氮（约占自然固氮的10%）；另一种是生物固氮，即自然界中的一些微生物种群（如豆科植物的根瘤菌）将空气中的氮气通过生物化学过程转化为含氮化合物（约占自然固氮的90%）。合成氨属于人工固氮，即工业固氮。此外还发现某些金属有机化合物可以起到根瘤菌的作用，以此做催化剂实现了常温、常压固氮，即仿生固氮。[思考]（1）氮元素属于比较活泼的非金属元素，为什么氮气的化学性质很不活泼？（2）人类生存活动为什

4、么需要氮的固定？三、氮的氧化物及对环境的影响氮的氧化物有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4和N2O58等6种。氮的氧化物都有毒，是大气污染物。尤其人类活动中产生的NO、NO2给我们生活的环境带来了危害。1、一氧化氮和二氧化氮的性质（见表15-1）：NONO2色态、气味无色、无味气体红棕色、有刺激性气味气体水溶性难溶于水与水反应化学性质常温下易被氧气氧化：2NO+O2===2NO2⑴与水反应：3NO2+H2O===2HNO3+NO⑵自身化合生成无色的N2O4：2NO2N2O4⑶较强氧化性：可使湿润的KI淀粉试纸变蓝。2、氮氧化物对环境的危害氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个

5、重要原因。引起大气污染的氮氧化物主要是NO、NO2，用NOX表示。大气中的氮氧化物主要来源于化石燃料的燃烧和植物体的焚烧，以及农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化。汽车尾气则是城市大气中氮氧化物的主要来源之一。（1）光化学烟雾：氮氧化物和碳氢化合物受到太阳紫外线的照射，会发生一系列由光引起的复杂的化学变化即光化学反应，产生大量的臭氧（O3）和过氧乙酰硝酸酯（PAN）等有毒物质。这些有毒物质混合在一起形成的一种浅蓝色烟雾，称为光化学烟雾。有特殊气味。光化学烟雾给人类和自然环境带来了巨大的危害。刺激眼睛，伤害植物，并使大气能见度降低。例如，其中的臭氧会刺激人的呼吸系统而引发病变；P

6、AN则会刺激人的眼睛，引发皮肤癌。1955年，洛杉矶因光化学烟雾引起的呼吸系统衰竭死亡的人数达到400多人，这是最早出现的由汽车尾气造成的大气污染事件。（2）造成酸雨：氮氧化物与空气中的水反应生成的硝酸和亚硝酸是酸雨的成分。现在城市汽车越来越多，氮氧化物是引起城市上空的酸雨主要元凶之一。（3）水体中过量的铵态氮和硝态氮会对水体造成污染：进入水体的氮元素（还有磷元素）的含量增大，会导致藻类“疯长”，迅速的覆盖在水面上，造成水体的富营养化。而大量死亡的藻类在分解时却要消耗水中的溶解氧，使水中溶氧急剧减少，致使鱼类死亡；同时死亡的藻类分解时会放出CH4、H2S等气体，使水体变得腥臭。这

7、种情况在海洋中发生称“赤潮”，在淡水中发生称“水华”。水体中的氮主要来源于工业废水、生活污水、农田灌溉，以及水产养殖所投入的饵料和肥料等。四、解读空气质量报告1、空气质量报告中的主要污染物：目前，空气质量报告中涉及的污染物主要是——SO2、NO2和可吸入颗粒物（PM10）2、污染指数：是将某种污染物的浓度进行简化处理而得出的简单数值形式。污染物的浓度越高，其污染指数越大。3、首要污染物：在空气质量报告中，把污染指数最大的污染物称为报告期内的首要污染物。目前，我国的空气质量报告期为