氮族元素复习.ppt
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1、 氮族元素复习氮族元素复习第一节氮和磷第一节氮和磷 高考考点高考考点 本节重要的考点有:本节重要的考点有:利用元素的相似性和递变性推测不常见的利用元素的相似性和递变性推测不常见的如如As、Sb、Bi等元素的性质,即利用元素周期等元素的性质,即利用元素周期律和元素周期表的知识解决上述问题;律和元素周期表的知识解决上述问题;N2分子的稳定性;分子的稳定性;白磷分子的结构;白磷分子的结构;磷的氧化物(磷的氧化物(P2O5)、含氧酸(含氧酸(H3PO4)的的性质;性质;氮的氧化物对大气的污染及防止大气污染。氮的氧化物对大气的污染及防止大气污染。一、氮族元素:一、氮族元素:(在周期表中位置:第(在周期表
2、中位置:第A 族)族)7N 15P33As 51Sb相似性相似性 递变性递变性1 1、最外层都有、最外层都有5 5个个电子,化合价主要电子,化合价主要有有-3-3、+3+3和和+5+52 2、气态氢化物的、气态氢化物的通式:通式:RHRH3 33 3、最高价氧化物对、最高价氧化物对应的水化物通式为应的水化物通式为HROHRO3 3 或或H H3 3RORO4 4原子结构原子结构单质物性单质物性化学性质化学性质核核电电荷荷数数增增大大、电电子子层层增增多多原原子子半半径径增增大大熔熔沸沸点点先先升升高高后后降降低低单单质质密密度度增增大大单单质质氧氧化化性性减减弱弱最最高高价价氧氧化化物物对对应
3、应水水化化物物的的酸酸性性减减弱弱氢氢化化物物的的稳稳定定性性减减弱弱 83Bi氮氮 及及 其其 化化 合合 物物二、氮气二、氮气(N2)1、氮的原子结构、氮的原子结构结构:结构:N +7 2 5 知识主线:知识主线:N N N N N -3 0 +2 +4 +5 NH3 N2 NO NO2 HNO3(NH4+)(N2O4)(NO3-)N2的电子式:的电子式:2 2、物理性质:、物理性质:3 3、化学性质:、化学性质:4 4、氮的固定:、氮的固定:标况标况下,下,=28=2822.4=1.2522.4=1.25(g/Lg/L)N2+3H2 2NH3N2+3Mg Mg3N2N2+O2 2NO高温
4、高压高温高压催化剂催化剂点燃点燃放电放电(氧化性)(氧化性)人工固氮人工固氮自然固氮自然固氮(氧化性)(氧化性)(还原性)(还原性)N2 化合态氮化合态氮根瘤菌根瘤菌氮气(氮气(N N2 2)的分子结构为:的分子结构为:NNNN,结构结构非常稳定。所以化学性质很稳定。非常稳定。所以化学性质很稳定。游离态氮游离态氮N2N2O2N2N2N2N2N2O2o2O2N2N2N2N2N2N2N2N2N2N2N2+O2=2NO2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO硝酸 硝酸盐5 5、制法:、制法:6 6、用途:用途:分离空气分离空气(氮气在空气中占(氮气在空气中占78%)1.合成氨合成氨
5、2 保护气保护气 3 冷冻剂冷冻剂三、氮的氧化物三、氮的氧化物N2O NO N2O3 NO2(N2O4)N2O51、一氧化氮、一氧化氮是一种无色的有毒的难溶于水的气体;是一种无色的有毒的难溶于水的气体;极易与氧气反应生成二氧化氮。极易与氧气反应生成二氧化氮。2NO +O2=2NO22、二氧化氮、二氧化氮是一种是一种红棕色红棕色、有刺激性气味的有毒的气体;、有刺激性气味的有毒的气体;易液化;密度比空气大。易液化;密度比空气大。溶于水跟水反应生成硝酸和一氧化氮。溶于水跟水反应生成硝酸和一氧化氮。强氧化性;强氧化性;与与N N2 2O O4 4(无色)可相互转化。无色)可相互转化。3NO2+H2O=
6、2HNO3+NO+1+2+3+4+5氮的氮的氧化物氧化物-NO-NO与与NONO2 2的性质比较的性质比较无色,刺激性气味无色,刺激性气味红棕色,刺激性气味红棕色,刺激性气味有毒(机理同有毒(机理同CO)有毒有毒NONO2物性物性毒性毒性与水与水与与O2与与O2、H2O与与NaOH制备制备3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO24NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO3NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O3Cu+8HNO3(稀)稀)=3Cu(NO3)2 +2NO +4H2OCu+4HNO
7、3(浓)浓)=Cu(NO3)2 +2NO2 +2H2O练习练习:不能将不能将NO2和和Br2蒸气区分开来的是蒸气区分开来的是()A.水水 B.CCl4 C.湿润的湿润的KI淀粉试纸淀粉试纸 D.AgNO3溶液溶液C二氧化氮和溴蒸气的鉴别二氧化氮和溴蒸气的鉴别 NONO2 2和溴蒸气在性质上的和溴蒸气在性质上的相似之处相似之处:A A均有氧化性均有氧化性 B B溶于水后溶液呈酸性溶于水后溶液呈酸性 C C能与碱溶液反应能与碱溶液反应 鉴别两者不能用淀粉鉴别两者不能用淀粉KIKI试纸、碱溶液等。试纸、碱溶液等。NONO2 2和溴蒸气在性质上的差异之处:和溴蒸气在性质上的差异之处:水水AgNO3溶溶
8、液液CCl4冷水浴冷水浴NO2溴蒸气无色无色橙色橙色无色无色淡黄色淡黄色无色无色橙红色橙红色气体气体颜色颜色变浅变浅红棕色红棕色不变不变二、氨二、氨无色、有剌激性气味的气体无色、有剌激性气味的气体比空气轻比空气轻极易溶于水极易溶于水1.1.氨气的物理性质氨气的物理性质易液化易液化2.2.氨分子的结构氨分子的结构思考:氨分子思考:氨分子 为极性还非极为极性还非极性分子?性分子?三角锥形三角锥形正四面体正四面体NH4+检验检验:如图如图1 1所示,上部烧瓶已所示,上部烧瓶已装满干燥氨气,装满干燥氨气,引发水上喷的操作是:引发水上喷的操作是:打开止水夹,挤出胶头打开止水夹,挤出胶头滴管中的水。滴管中
9、的水。该实验的原理是:该实验的原理是:氨气极易溶解于水,氨气极易溶解于水,致使烧瓶内气体压强迅致使烧瓶内气体压强迅速减小。速减小。请请讨论讨论在不改装置的前提下引发在不改装置的前提下引发图图2 2喷泉的方法?喷泉的方法?打开夹子,用手打开夹子,用手(或热毛巾等或热毛巾等)将烧瓶将烧瓶捂热。该实验的原理是:氨气受热膨捂热。该实验的原理是:氨气受热膨胀,赶出玻璃导管内的空气,氨气与胀,赶出玻璃导管内的空气,氨气与水接触,即发生喷泉。水接触,即发生喷泉。用冰水浇注烧瓶,降低烧瓶内氨气的用冰水浇注烧瓶,降低烧瓶内氨气的温度,使气体压强减小,水上升与氨温度,使气体压强减小,水上升与氨气接触进一步减小压强
10、形成喷泉。气接触进一步减小压强形成喷泉。小结:以上方法为减小烧瓶小结:以上方法为减小烧瓶内气体的压强而产生喷泉。内气体的压强而产生喷泉。在图在图3 3的锥形瓶外放一水槽,的锥形瓶外放一水槽,瓶中加入酒精,水槽中加入瓶中加入酒精,水槽中加入冷水后,再加入足量的下列冷水后,再加入足量的下列物质,结果也产生了喷泉,物质,结果也产生了喷泉,水槽中加入的物质可以是水槽中加入的物质可以是 ()(A)(A)浓硫酸浓硫酸 (B)(B)食盐食盐 (C)(C)硝酸钾硝酸钾 (D)(D)硫酸铜硫酸铜 这种方法产生喷泉的原理是:这种方法产生喷泉的原理是:增大锥形瓶内气体的压强产生喷泉增大锥形瓶内气体的压强产生喷泉 。
11、A A在图乙的锥形瓶中,分别加入足量的下列物质,在图乙的锥形瓶中,分别加入足量的下列物质,反应后可能产生喷泉的是反应后可能产生喷泉的是()()(A)Cu(A)Cu与稀盐酸与稀盐酸 (B)NaHCO(B)NaHCO3 3与与NaOHNaOH溶液溶液(C)CaCO(C)CaCO3 3与稀硫酸与稀硫酸 (D)NH(D)NH4 4HCOHCO3 3与稀盐酸与稀盐酸D归纳反思归纳反思1.关键关键:2.途径途径:3.延伸延伸:喷泉实验喷泉实验形成压强差形成压强差 减少减少“上瓶上瓶”的压强的压强 增加增加“下瓶下瓶”的压强的压强尾气处理尾气处理(防倒吸装置选择防倒吸装置选择)烧瓶中溶液的物质的量浓度等计算
12、烧瓶中溶液的物质的量浓度等计算课堂检测课堂检测利用如图所示的装置,可以验证利用如图所示的装置,可以验证NH3和和HCl的有关性质实验前的有关性质实验前a、b、c活塞均关闭活塞均关闭(2)若先打开)若先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管,然后打开活塞,再挤压胶头滴管,然后打开b活塞,在烧瓶中可观察到的现象是活塞,在烧瓶中可观察到的现象是_。石蕊试液石蕊试液(1)若要在烧瓶)若要在烧瓶中产生中产生“喷泉喷泉”现象,烧瓶现象,烧瓶I中不产生中不产生“喷泉喷泉”现象,现象,其操作方法是其操作方法是_。(1)关闭活塞)关闭活塞c,打开活塞打开活塞a和和b,挤压胶头滴管中的水。挤压胶头滴管中的水。(2)烧瓶)
13、烧瓶I 和和中同时产生中同时产生“喷泉喷泉”现象现象思考思考:以下各种尾气吸收装置中,适合于吸收易溶以下各种尾气吸收装置中,适合于吸收易溶性气体,而且能防止倒吸的是性气体,而且能防止倒吸的是拓展延伸拓展延伸1.尾气处理尾气处理(防倒吸装置选择防倒吸装置选择)倒扣漏倒扣漏斗式斗式提示提示:氨水的溶质是氨气氨水的溶质是氨气.思考思考:在标准状况下,用在标准状况下,用一一充满充满NH3气体的烧瓶进行气体的烧瓶进行喷泉实验,当水充满整个烧瓶后(假定喷泉实验,当水充满整个烧瓶后(假定NH3不扩散到烧不扩散到烧杯中),烧瓶内氨水的物质的量浓度是多少?杯中),烧瓶内氨水的物质的量浓度是多少?2.烧瓶中溶液的
14、物质的量浓度计算烧瓶中溶液的物质的量浓度计算拓展延伸拓展延伸VaqCB=nB小结小结喷泉实验计算问题的关键喷泉实验计算问题的关键形成溶液的体积形成溶液的体积=所消耗的气体体积所消耗的气体体积2、化学性质:(1 1)与水反应:)与水反应:(2 2)与酸反应:)与酸反应:(4 4)与)与O O2 2反应:反应:(3 3)与)与COCO2 2反应:反应:4NH3+5O2=4NO+6H2OPtNH3+H=NH4+NH3+CO2+H2O=NH4HCO3NH3+CO2+H2O+NaCl =NH4 Cl+NaHCO32NH3+CO2 CO(NH2)2+H2O一定温度一定温度一定压强一定压强CO(NH2)2+
15、2H2O (NH4)2CO3微生物微生物思考思考:氨水中有哪些分子和离子氨水中有哪些分子和离子?分子:分子:离子:离子:NH3、H2O、NH3H2ONH4+、OH-、H+(2)蘸有浓盐酸)蘸有浓盐酸(浓硝酸浓硝酸)的玻璃棒接近试的玻璃棒接近试 管口(产生白烟)管口(产生白烟)1.药品:药品:氯化铵晶体、熟石灰固体氯化铵晶体、熟石灰固体3.装置:装置:固固+固,加热型固,加热型4.干燥干燥:向下排空气法向下排空气法6.验满:验满:实验室制氨气实验室制氨气5.收集:收集:用碱石灰用碱石灰(1)用湿润的)用湿润的红色石蕊试纸红色石蕊试纸(变蓝)(变蓝)(与与O2的发生装置相同的发生装置相同)(CaO
16、 与与NaOH固体混合物)固体混合物)2.2.原理:原理:2NH2NH4 4Cl+Ca(OH)Cl+Ca(OH)2 2=CaCl=CaCl2 2+2NH+2NH3 3+2H+2H2 2O O图图2 棉花团的作用:棉花团的作用:防止防止与空气形成对流与空气形成对流,提高集气速度和纯度提高集气速度和纯度 实验室中还可以用哪些方法制氨气实验室中还可以用哪些方法制氨气?加热浓氨水法加热浓氨水法浓氨水加碱石灰法浓氨水加碱石灰法碱石灰吸水、溶解时放热碱石灰吸水、溶解时放热,增大增大OH-浓度平衡逆移浓度平衡逆移.实验室中能否用图实验室中能否用图2装置制氧气装置制氧气?图图1气体的溶解性规律气体的溶解性规律
17、?浓氨水浓氨水生石灰或生石灰或NaOHNaOH固体固体拓展:拓展:1.这种方法制取这种方法制取NH3的原理是什么?的原理是什么?2.实验室为什么可以用浓实验室为什么可以用浓H2SO4和浓盐酸来制和浓盐酸来制取取HCl气体?浓气体?浓H2SO4和浓盐酸应分别装在什和浓盐酸应分别装在什么仪器中?么仪器中?4 4、用途、用途氨氨制制硝酸硝酸制铵盐、制铵盐、制纯碱制纯碱制制尿素尿素制制纤维、塑料、染料纤维、塑料、染料制医用稀制医用稀氨水、氨水、用做致冷剂用做致冷剂高考考点分析高考考点分析本节考点主要有:本节考点主要有:硝酸的不稳定性和强氧化性;硝酸的不稳定性和强氧化性;硝酸的还原产物的判断;硝酸的还原
18、产物的判断;NO3陷阱的设置陷阱的设置硝酸的硝酸的物理性质物理性质 1 1、纯硝酸是无色、有刺激性气味的液体纯硝酸是无色、有刺激性气味的液体 5 5、常用浓硝酸的质量分数为、常用浓硝酸的质量分数为69%69%,质量分数,质量分数为为98%98%以上的浓硝酸通常叫做以上的浓硝酸通常叫做“发烟发烟 硝酸硝酸”。2 2、低沸点(低沸点(8383)、易挥发)、易挥发?在空气中遇水在空气中遇水蒸气呈白雾状;蒸气呈白雾状;4 4、硝酸能以任意比溶解于水;硝酸能以任意比溶解于水;3 3、密度比水大;密度比水大;硝酸(硝酸(HNOHNO3 3)开瓶瓶口有白雾开瓶瓶口有白雾发烟硝酸发烟硝酸挥发性酸用浓硫酸制取挥
19、发性酸用浓硫酸制取与浓氨水产生白烟与浓氨水产生白烟参与化学反应温度不宜过参与化学反应温度不宜过高高【讨论讨论1 1】哪些事实能说明哪些事实能说明HNOHNO3 3是一是一种强挥发性酸?种强挥发性酸?打开盛浓硝酸的试剂瓶,瓶口产生白雾打开盛浓硝酸的试剂瓶,瓶口产生白雾敞口久置的浓硝酸质量减轻敞口久置的浓硝酸质量减轻实验室用实验室用NaNONaNO3 3固体与浓硫酸反应制固体与浓硫酸反应制取取HNOHNO3 3【讨论讨论2】不准打开瓶盖如何鉴别三瓶失去不准打开瓶盖如何鉴别三瓶失去标签的液体:浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸标签的液体:浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸2 2、浓硝酸为何要保存在棕色瓶中?、浓硝酸为何要保
20、存在棕色瓶中?3 3、如何消除浓硝酸的黄色?、如何消除浓硝酸的黄色?浓浓HNOHNO3 3、AgNOAgNO3 3 、氨水、氯水、溴氨水、氯水、溴水、水、AgBrAgBr、AgIAgI等。等。4 4、常见的需要放在棕色瓶中的试剂有哪些、常见的需要放在棕色瓶中的试剂有哪些?硝酸的化学性质硝酸的化学性质一元一元强酸强酸,易,易挥发挥发,不稳定(,不稳定(分解分解),),强氧化性强氧化性1、见光或受热分解、见光或受热分解4HNO3=2H2O+4NO2+O2热热光光硝酸的浓度越大,越容易分解硝酸的浓度越大,越容易分解问题问题久置硝酸为什么变黄?久置硝酸为什么变黄?浓硝酸应如何保存?浓硝酸应如何保存?下
21、列物质的溶液在长期放置的过程中下列物质的溶液在长期放置的过程中因被氧化而成黄色的是因被氧化而成黄色的是 ()A.A.浓浓硝酸硝酸 B.B.工业盐酸工业盐酸 C.C.氯化亚铁氯化亚铁 D.D.浓溴水浓溴水 E.KIE.KI溶液溶液 F.F.石炭酸石炭酸 G.NaG.Na2 2OO2 2固体固体 H.H.氢硫酸氢硫酸 I.I.水玻璃水玻璃CE2 2、酸的通性、酸的通性(1 1)与指示剂作用)与指示剂作用,(2 2)与活泼金属反应不产生)与活泼金属反应不产生H H2 2。(3 3)与碱和碱性氧化物反应:比较与)与碱和碱性氧化物反应:比较与CuOCuO、FeOFeO的的反应,反应,(4 4)与)与盐盐
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