高三化学氮族元素知识精讲 人教版

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1、高三化学氮族元素知识精讲一.本周教学内容：氮族元素二.重点、难点：1.掌握氮族元素及氮族元素的原子结构特点及性质变化规律。2.掌握氮元素的重要化合物NH3及氧化物硝酸、硝酸盐的重要结构与性质、用途。3.了解氮的氧化物对大气的污染4.了解磷及磷的化合物的性质三.具体内容：（一）氮族元素的结构及性质逆变规律氮族元素包括N、P、As、Sb、Bi五种元素，在周期表中位于第VA族。它们的最外层电子数均为5个，它们的原子半径随着核电荷数的增大而逐渐增大。它们在原子结构上的异同处决定了性质的相似性和递变性。单质的物理性质递变规律有：从氮到铋、单质的密度逐渐增大；固态氮和红磷

2、、白磷均属分子晶体，熔沸点逐渐升高；锑和铋的金属性已较显著，熔、沸点的递变规律与碱金属单质相仿，逐渐降低。砷较特殊，灰砷已呈现一定金属性，但常压下，它在6130C时能升华，加压下测得的熔点是氮族元素的单质中最高的。氮族元素的相似性和递变性相似性递变性最外层上均为5个电子，均能获得3个电子而达到稳定结构。在最高价氧化物中化合价都是+5价，化学式为R2O5在气态氢化物中，都显－3价，化学式为RH3最高价氧化物的水化物的化学式为H3RO4或HRO3氮、磷、砷、锑、铋的单质从非金属过渡到金属。氮、磷与氧气反应的条件不同（难化合）（难化合）所以还原性N

3、应的条件不同而磷与H2很难直接化合成PH3所以氧化性N>P气态氢化物的稳定性NH3、PH3、AsH3、SbH3稳定性逐渐减弱最高价氧化物的水化物的酸性HNO3、H3PO4、H3AsO4、H3SbO4酸性逐渐减弱说明：①氮族元素原子的价电子数是5，但主要为+3、+5价。②氮族元素最高价氧化物的水化物的通式为H3RO4，但硝酸为HNO3比通式少一个水分子。原因是氮原子半径小。（二）N2单质的结构性质1.结构特点：电子式：，结构式：。分子中三键键能大，分子稳定，化学性质不活泼，但要注意，N2一旦吸收能量变为N原子则性质较活泼。2.物理化学性质：无色无味气体，难溶于水

4、，与空气密度相近。在高温或放电时可与某些物质反应，N表现为既有氧化性，又有还原性。（1）与H2的反应：（2）O2的反应2NO+O2=2NO22NO2N2O4（无色）（红棕色）（无色）3NO2+H2O=2HNO3+NO4NO2+O2+2H2O=4HNO34NO+3O2+2H2O=4HNO3（3）与某些金属的反应：3Mg+N2Mg3N2（第ⅡA族金属都可发生类似反应）（镁在空气中生成微量Mg3N2，镁跟氮气反应比镁跟氧气反应要难得多。因此mgMg在空气中完全燃烧，所得固体的质量小于m×g，氮化镁为离子化合物，电子式为Mg2+[:N:]3－Mg2+[:N:]3－Mg

5、2+）（4）固态：N游离态N的化合态（生物固氮）（三）氮的氢化物——氨1.结构：电子式：结构式，空间呈三角锥形，键角107°18′物理化学性质：无色，有刺激性气味气体，易液化（与Cl2，CO2相同），极易溶于水（1:700），形成氨水。与水反应：NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH－，水溶液呈弱碱性。氨水的成分是：NH3、H2O、NH3·H2O（NH3的主要存在形式）、NH4+、OH－、H+（极少）注：氨水中含大量NH3·H2O，但表示浓度时用NH3的多少（mol，g，%）2.与酸反应：NH3+HCl=NH4Cl（白烟）2NH3+H2SO4=实质是NH3

6、+H+=NH4+3.与非金属反应：4NH3+5O24NO+6H2O+Q8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N24.NH3的制法：（1）工业制法：H2的来源：C+H2O（气）CO+H2（2）实验室制法：2注：NH3不能用CaCl2，浓H2SO4干燥，可用碱石灰干燥，防止NH3与空气对流，便于收集纯净的NH3。（3）检验，用湿润的红色石蕊试纸，现象是变蓝，或用沾有浓HCl的玻璃棒，接近有白烟。（四）铵盐：1.物理性质：无色晶体，易溶于水2.化学性质：受热易分解：NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2ONH4ClNH3↑+HCl↑（在容器上部重新结合生成NH4Cl）N

7、H4NO3，（NH4）2SO4受热分解产物复杂，NH4NO3不能撞击3.NH4+的检验用碱液与铵盐共热，放出氨气，NH4++OH－=NH3+H2O，然后用湿润的红色石蕊试纸，试纸变蓝，证明有NH4+（五）氮的氧化物包括N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O51.一氧化氮无色有毒，不溶于水的气体，能与血红蛋白结合引起中毒。2NO+O2=2NO2NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O（除硝酸厂尾气）不能单独与碱作用生成盐，为不成盐氧化物。制法：实验室：Cu和HNO3（稀）制NO（只能用排水法收集）工业上：NH3和O2制NO（氨催化氧化法）2.二氧

8、化氮：（1）物性：红棕色有毒，有刺激性