高考化學(xué)知識點(diǎn)講解考點(diǎn)23氮和磷

1、.考點(diǎn)23氮和磷1復(fù)習(xí)重點(diǎn)1 氮族元素性質(zhì)的相似性和遞變規(guī)律；2 氮?dú)獾姆肿咏Y(jié)構(gòu)及其化學(xué)性質(zhì)；3 磷的兩種同素異形體的有關(guān)性質(zhì)。2難點(diǎn)聚焦1知識要點(diǎn)：一 氮族元素1氮族元素的原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（1）周期表中的位置：第VA族（N、P、As、Sb、Bi）（2）原子結(jié)構(gòu)：相同點(diǎn)：最外層電子數(shù)相同（5e）不同點(diǎn)：電子層數(shù)不同，原子半半徑依次增大（3）主要性質(zhì)：相似性：a、最高價態(tài)為5，負(fù)價為3，能形成氫化物RH3，Sb、Bi無負(fù)價；最高價氧化對應(yīng)水化物HRO3或H3RO4 呈酸性。 遞變性：（按原子序數(shù)增大順序）：a、原子半徑由小到大；b、氫化物的穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱；c、最高價含氧酸的酸性由強(qiáng)到弱；d、非金屬

2、性由強(qiáng)到弱，且比同周期鹵族元素、氧族元素弱，金屬性漸強(qiáng)。2氮?dú)獾男再|(zhì)（1）氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)：無色無味，不溶于水比空氣略輕的氣體。（2）氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)：分子中NN非常牢固，通常情況下不易與其他物質(zhì)反應(yīng)。N2 與氫氣反應(yīng)生成NH3（高溫高壓鐵觸媒）與氧氣在放電條件下生成NO點(diǎn)燃 與活潑金屬反應(yīng) 3Mg+N2 Mg3N2(3)氮?dú)獾挠猛荆?工業(yè)上合成氨制硝酸；用作保護(hù)氣，用于：焊接金屬、填充燈泡、保鮮食品；醫(yī)學(xué)上用于冷凍麻醉；高科技中用液氮制造低溫環(huán)境等。 3磷的同素異形體：白磷和紅磷名稱白磷紅磷分子結(jié)構(gòu)分子式P4、正四面體型、鍵角60分子晶體、結(jié)構(gòu)復(fù)雜顏色狀態(tài)白色或黃色固體暗紅色粉末或固體溶解性不溶

3、于水，易溶于CS2不溶于水，不溶于CS2毒性劇毒無毒著火點(diǎn)40240保存方法保存在水中密封相互轉(zhuǎn)化4磷及其化合物的性質(zhì)（1）磷單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和用途 4P+5O2 2P2O52P3Cl2 2PCl3（l）2P3Cl2 2PCl5（s）用途：制高純度磷酸、紅磷用于制農(nóng)藥、安全火柴、白磷制造燃燒彈和煙幕彈。（2）磷的化合物P2O5：極易溶于水，是較好的干燥劑（吸濕性很強(qiáng)）能與水作用：P2O5+H2O（冷）=2HPO3（劇毒）P2O5+3H2O（熱）=2H3PO4（無毒）H3PO4：無色晶體，與水任意比例互溶，有吸濕性，可作干燥劑，屬非氧化性酸，沸點(diǎn)高?；瘜W(xué)性質(zhì)：具有酸的通性，是三元中強(qiáng)酸，是一種高沸

4、點(diǎn)酸。能與堿中和、與NaBr、NaI作用。磷酸鹽：溶解性：磷酸二氫鹽均易溶于水，溶液呈酸性；磷酸鹽和磷酸一氫鹽除鉀、鈉、銨鹽外不溶于水。相互轉(zhuǎn)化：磷酸鹽 磷酸一氫鹽 磷酸二氫鹽2原理、規(guī)律、疑難剖析：1氮族元素最外層電子都是5個，主要顯+5、+3、3價。本族元素形成的+3、3價化合物中其原子已達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，如NH3、PCl3、BiCl3、Mg3N2。2在氮族元素中氮和其它元素比較，有很大的特殊性，它的主要化合價有3、+1、+2、+3、+4、+5等多種氮元素能以不同的價態(tài)與氧結(jié)合，可以形成多種氧化物：N2O、NO、N2O3、N2O4、NO2、N2O5。在這些氧化物中NO2和N2O4可以通過非氧化

5、還原反應(yīng)相互轉(zhuǎn)化：2NO2 N2O4。有關(guān)氮的氧化物知識應(yīng)注意：NO是一種無色無味氣體，能與人血液中的血紅蛋白結(jié)合而使人中毒。接觸空氣后立即被氧化為NO2而變紅棕色，收集NO氣體必須用排水集氣法。實(shí)驗室中制NO氣體是銅與硝酸反應(yīng)：3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2ONO在神經(jīng)信號傳遞、血壓生理調(diào)控、血流量控制、免疫調(diào)節(jié)、抵抗感染等方面起到了重要作用，被稱為“明星分子”或“信使分子”（2004年高考理綜27小題）。NO2是一種紅棕色、具有剌激性氣味、有毒的氣體。它與水反應(yīng)，而易溶于水：3NO2+2H2O=2HNO3+NO在反應(yīng)中NO2既是氧化劑又是還原劑。在NO2中，因N的價

6、態(tài)較高，它的氧化性較強(qiáng)，NO2能氧化SO2、KI等物質(zhì)：NO2+SO2=SO3+H2O NO2+2KI=2KNO2+I2（NO2能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙為藍(lán)） 隱含反應(yīng)2NO2 N2O4的應(yīng)用：在實(shí)驗測定NO2、N2O4的相對分子質(zhì)量、比較相同條件下相同物質(zhì)的量的氣體體積大小，以及涉及到NO2氣體的顏色深淺、壓強(qiáng)、密度等方面時要考慮此反應(yīng)。3磷酸與堿反應(yīng)的規(guī)律：=11時生成NaH2PO4 =12時生成Na2HPO4=13時生成Na3PO4介于11和12之間，則生成NaH2PO4和Na2HPO4的混合物介于12和13之間，則生成Na2HPO4和Na3PO4的混合物。3例題精講有關(guān)NO、NO2、O2

7、的混合氣體和水反應(yīng)的計算基本反應(yīng) ： 2NO+O2=2NO2-（1） 3NO2+H2O=2H2NO3+NO-（2）1、NO（N2）、NO2混合氣體與水反應(yīng)例1 將20ml充滿NO和NO2的混合氣體的試管倒立于盛水的水槽中，充分反應(yīng)后，剩余氣體的體積變?yōu)?0ml，求原混合氣體中NO和NO2 各占多少毫升？解析：NO不與水反應(yīng)，NO2與水反應(yīng)時每一體積的NO2會生成1/3體積的NO ，所以剩余的氣體為未參加反應(yīng)的NO 和生成的NO ；.解法一：設(shè)原混合氣體中含NO2 xml ，則含NO（20-x）ml 3NO2+H2O=2H2NO3+NO 3 1 x y3/x=1/y解之得：y=x/3由題意得：（

8、20-x）+x/3=10 解得x=15ml 則原NO的體積 20-15=5ml答：（略）解法二： （差量法）設(shè)原混合氣體中含NO2氣體xml 3NO2+H2O=2H2NO3+NO V 3 （3-1）x (20-10) 3/x=(3-1)/(20-10) 解得 x=15ml答：（略）2、NO2和O2 的混合氣體與水的反應(yīng) 關(guān)系式：4NO2+O2+H2O=4HNO3將（2）2-（1）得到，目的：消去中間產(chǎn)物NO）討論如下：NO2與O2的體積比發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)剩余氣體=4:14NO2+O2+H2O=4HNO3無4:14NO2+O2+H2O=4HNO33NO2+H2O=2H2NO3+NONO例2.將充滿

9、NO2和O2的混合氣體的量筒倒置于水中，充分反應(yīng)后，保持氣體壓強(qiáng)不變，水進(jìn)入至量筒體積的一半處停止了，則原混合氣體中NO2和O2的體積比是多少？解析：NO2和O2的體積比不等于4:1，則需討論NO2和O2分別過量時的兩種情況設(shè)混合氣體的體積為1，混合氣體中NO2的體積為x，則O2為(1- x)（1）假定原混合氣體中V（NO2）：（O2）4:14NO2+O2+H2O=4HNO34 1 y (1-x)4/ y =1/(1-x) 解得：y=4(1-x)暫時剩余NO2：1-4(1-x)+(1-x)=5x-4由反應(yīng)式：3NO2+H2O=2H2NO3+NO可知最后剩余NO ：（5x-4）/3由（5x-4）

10、/3=1/2得 x=11/10(不合題意，舍去)小結(jié)： NO2和O2的混合氣體與水反應(yīng)時，當(dāng)剩余氣體的體積大于原混合氣體體積的1/3時，只有一個條件：V（NO2）:V（O2）4:1（此結(jié)論由同學(xué)們自行證明）3、NO與O2分別通入水中關(guān)系式：4NO+3O2+H2O=4HNO3討論如下：NO與O2的體積比發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)剩余氣體=4:34NO+3O2+H2O=4HNO3無4:34NO+3O2+H2O=4HNO3NO例3.一定條件下，將等體積的NO和O2混合于一試管中，然后將試管倒立于盛有水的水槽中，充分反應(yīng)后剩余氣體的體積與原混合氣體的體積之比是多少？解析： 因為混合氣體中NO和O2的體積比4:3，

11、則剩余氣體為O2設(shè)混合氣體中NO 的體積為x，則O2的體積也為x4NO+3O2+H2O=4HNO34 3 x y4/ x =3 / y 解得：y=3x/4剩余的O2為x-3x/4=x/4它與原混合氣體的體積比為x/4:2x=1:84、NO2、NO、O2的混合氣體與水反應(yīng)關(guān)系式： V（O2）= V（NO2）/4+ 3V（NO）/4特例，當(dāng)V（NO）: V（NO2）:V（O2）=1:1:1時，混合氣體全部與水反應(yīng)，無氣體剩余。例4.常溫下盛有10mlNO2和10mlNO組成的混合氣體的大試管倒立于水中，當(dāng)緩緩?fù)ㄈ隣2一段時間后，試管內(nèi)殘留2ml氣體，則通入O2體積可能為多少毫升解析：殘留2ml氣體

12、可能是NO也有可能是O2，應(yīng)予以討論（1）若殘留氣體是NO ，則轉(zhuǎn)化為HNO3的NO為10ml-2ml=8ml則：4NO2+O2+H2O=4HNO3 4 1 10ml y 4 /10ml =1/ y 解得：y=2.5ml4NO+3O2+H2O=4HNO34 38ml x4/8ml =3/ x 解得：x=6ml共耗氧氣V（O2）=2.5ml+6ml=8.5ml(2)若殘留氣體2ml是O2，則：4NO+3O2+H2O=4HNO34 310ml z4/10ml =3/ z 解和z=7.5ml故通入 V（O2）=2.5+7.5+2=12ml答：（略）例5（2001春季北京、內(nèi)蒙、安徽高考）關(guān)于非金屬N

13、、O、Cl、P的敘述，正確的是（ ）A在通常情況下其單質(zhì)均為氣體B 其單質(zhì)均由雙原子分子組成C 都屬于主族元素D 每種元素公生成一種氫化物解析：N、O、Cl通常情況下單質(zhì)為氣體，且為雙原子分子，而P不是，白磷為P4分子，其中N的氫化物有NH3、N2H4等，O的氧化物有H2O、H2O2，所以A、B、D選項均不正確。正確答案為C。例6氮?dú)馀c其他單質(zhì)化合一般需要高溫，有時還需高壓等條件，但金屬鋰在常溫、常壓下就能與氮?dú)饣仙傻?，這是因為（ ）此反應(yīng)可能是吸熱反應(yīng)此反應(yīng)可能是放熱反應(yīng)此反應(yīng)可能是氮分子不必先分解成為原子此反應(yīng)前可能氮分子先分解成為原子A B C D解析：氮分子中存在NN，鍵能很大

14、，非常牢固，通常情況下很難斷裂NN鍵成為氮原子與其他物質(zhì)反應(yīng)，如果氮分子能與這種物質(zhì)容易反應(yīng)，只可能是氮分子不必先分解為氮原子這種情況；另外化學(xué)反應(yīng)中放熱反應(yīng)一般比較容易發(fā)生。綜上所述正確選項應(yīng)為C選項。例7（2002年南京市模擬題）工業(yè)廢氣的氮氧化物（如NO、NO2等，用通式NOx表示）是主要的大氣污染物之一。為了保護(hù)環(huán)境，工業(yè)上常通入氨氣與之發(fā)生如下反應(yīng)：NOx+NH3 N2+H2O 有關(guān)此反應(yīng)，下列說法中錯誤的是（ ）AN2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物B 當(dāng)x=1時，每生成2.5mol N2，被氧化的氣體有3molC當(dāng)x=2時，有1mol氣體被還原，轉(zhuǎn)移電子4molD反應(yīng)通式配平表示為：6

15、NOx +4x NH3 = （3+2x）N2+6x H2O 解析：分析平配平方程式得到A、D選項均正確，將x=1代入6 NOx +4x NH3 = （3+2x）N2+6x H2O中得到6NO+4NH3=5 N2+6H2O 分析可知：每生成5mol，被氧化的氣體有4mol（被氧化的氣體為NH3），則每生成2.5mol N2，被氧化的氣體只有2mol。同理可推得C選項正確。所以，答案應(yīng)為選項B。例8（1994全國17）已知磷酸分子（ ）中的三個氫原子都可以跟重水分子（D2O）中的D原子發(fā)生氫交換。又知次磷酸（H3PO2）也可以跟D2O進(jìn)行氫交換，但次磷酸鈉（NaH2PO2）卻不能再跟D2O發(fā)生氫交

16、換。由此可推斷H3PO2的分子結(jié)構(gòu)是（ ）B.D. A. C. 解析：題中所給磷酸分子的結(jié)構(gòu)式是給的一個信息：含氧酸中只有與O原子直接結(jié)合的H原子才可能電離出H+，即題中所說的與D2O中的D原子發(fā)生氫交換。把信息遷移到H3PO2中，由于NaH2PO2不能與D2O進(jìn)行氫交換，所以H3PO2只是一元酸，因而其結(jié)構(gòu)式中只有一個OH，再應(yīng)用O原子只能有兩個共價鍵的基礎(chǔ)知識，就不難推出正確選項為B。4實(shí)戰(zhàn)演練1.（2001年全國高考題）有一種磷的結(jié)構(gòu)式是 有關(guān)它的下列敘述中不正確的是A.它完全燃燒時的產(chǎn)物是P2O5B.它不溶于水C.它在常溫下呈固態(tài)D.它與白磷互為同分異構(gòu)體2.下列反應(yīng)起了氮的固定作用的

17、是A.N2與H2在一定條件下反應(yīng)生成NH3B.NH3經(jīng)催化氧化生成NOC.NO與O2反應(yīng)生成NO2D.由NH3制碳銨和尿素3.關(guān)于氮族元素的性質(zhì)，下列推斷錯誤的是A.最高價氧化物為R2O5，其水化物化學(xué)式為HRO3或H3RO4B.非金屬性：磷砷，氣態(tài)氫化物的還原性：PH3AsH3C.最高價含氧酸的酸性：硒酸砷酸鍺酸D.所形成的氫化物中BiH3最不穩(wěn)定4.下列比較中正確的是A.硝酸酸性比磷酸強(qiáng)B.PH3的穩(wěn)定性大于NH3C.PH3的還原性大于NH3D.氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)比磷活潑5.新電燈泡的玻璃柱上涂有一點(diǎn)暗紅色物質(zhì)，以除去燈泡內(nèi)殘留的氧，該物質(zhì)是A.Cu2OB.Fe2O3C.紅磷D.銅粉6.紅磷和

18、白磷在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，這一變化屬于A.物理變化B.化學(xué)變化C.氧化還原反應(yīng)D.分解反應(yīng)7.在兩密閉容器中分別盛有31 g白磷和1 mol氧氣，控制條件使其發(fā)生反應(yīng)，容器甲：P45O2=4O10，容器乙：P43O2=4O6，經(jīng)充分反應(yīng)后，兩容器中分別所得的P4O10和P4O6的物質(zhì)的量的比為A.54B.45C.43D.358.將（NH4）2CO3加熱全部氣化后，將氣體先通過Na2O2，固體質(zhì)量增加x g，再通過濃H2SO4，溶液質(zhì)量增加y g；若先通過濃H2SO4，溶液增重z g，再通過Na2O2,固體質(zhì)量增加w g，則x、y、z、w的質(zhì)量大小排列順序正確的是A.xyzwB.wzyxC.

19、y=zx=wD.zyxw9.在一定溫度和壓強(qiáng)下，將一支容積為15 mL的試管充滿NO2后，倒置于一個盛水的水槽中，當(dāng)試管內(nèi)液面上升至一定高度不再變化時，在相同條件下再通入O2，若要使試管內(nèi)的液面仍保持在原高度，則通入O2的體積為A.3.75 mLB.7.5 mLC.8.75 mLD.10.5 mL10.在下列反應(yīng)中，氨作氧化劑的是A.8NH33Br2=6NH4BrN2B.2NH3H2S=(NH4)2SC.2NH32Na=2NaNH2H2D.NH3NaH=NaNH2H211.下列關(guān)于磷及其化合物的敘述不正確的是A.紅磷用于制造安全火柴、農(nóng)藥和燃燒彈B.磷酸二氫鹽都易溶于水C.磷酸是三元酸，比硝酸

20、的酸性強(qiáng)D.P2O5溶于熱水生成磷酸，溶于冷水生成偏磷酸12.下列制氮?dú)獾姆椒ㄖ?，不合理的是A.分離液態(tài)空氣B.加熱使NH3分解C.將空氣通過足量灼熱的銅網(wǎng)D.將空氣通過加熱的鎂粉13.把等質(zhì)量的鎂分別放在下列氣體中完全燃燒：純O2中，空氣中，CO2中，Cl2中，N2中，得到固體物質(zhì)的質(zhì)量分別為：m1、m2、m3、m4、m5，其由大到小的關(guān)系正確的是A.B.C.D.14.關(guān)于磷的下列敘述中，正確的是紅磷沒有毒性而白磷劇毒 白磷在空氣中加熱到260可轉(zhuǎn)化為紅磷 少量白磷保存于水中 紅磷可升華，且轉(zhuǎn)化為白磷時屬化學(xué)變化 白磷和紅磷都可溶于CS2 白磷為非金屬單質(zhì)，其晶體為正四面體型的原子晶體A.B

21、.C.D.15.為了測知紅磷在氯氣中燃燒的產(chǎn)物，可以根據(jù)它的質(zhì)量增加來確定?，F(xiàn)有紅磷31 g，在氯氣中燃燒其質(zhì)量增加150 g，由此可判斷這個反應(yīng)中，紅磷燃燒的產(chǎn)物是A.只有PCl3B.只有PCl5C. PCl3和PCl5D.無法確定二、非選擇題（共55分）16.(8分)第A族某元素的單質(zhì)15.5 g在空氣中充分燃燒生成最高價氧化物。其質(zhì)量比原單質(zhì)質(zhì)量增加20 g。該元素是 ，此元素原子結(jié)構(gòu)示意圖為 。17.(9分)雷雨時，從天空落下的雨水中常含有少量硝酸，其原因是(用化學(xué)方程式表示)： 18.(8分)實(shí)驗室合成氨裝置如下圖。試回答：裝置甲的作用是： 從乙處導(dǎo)出的氣體是 ，檢驗產(chǎn)物的簡單化學(xué)方

22、法是 。19.(10分)如右所示A、B、C、D、E變化關(guān)系網(wǎng)，均省去了反應(yīng)所需條件，(1)如果A為氣體單質(zhì)，則：A ，B ，C ，D ，E 。(2)如果A為固體單質(zhì)，則：A ，B ，C ，D ，E 。(均填分子式)20.(11分)實(shí)驗室常用飽和NaNO2與NH4Cl溶液反應(yīng)制取純凈氮?dú)?，反?yīng)式為：NH4ClNaNO2NaClN22H2O，H0，實(shí)驗裝置如下圖所示，試回答： (1)裝置中A部分的分液漏斗與蒸餾燒瓶之間連接的導(dǎo)管所起的作用是 (填寫編號)。a.防止NaNO2飽和溶液蒸發(fā)b.保證實(shí)驗裝置不漏氣c.使NaNO2飽和溶液容易滴下(2)B部分的作用是 。a.冷凝b.冷卻氮?dú)鈉.緩沖氮?dú)饬?3)加熱前必須進(jìn)行的一個操作步驟是 ；加熱片刻后，即應(yīng)移去酒精燈以防反應(yīng)物沖出，其原因是 。(4)收集N2前，必須進(jìn)行的操作步驟是(用文字說明) 。收集N2最適宜的方法是(填寫編號) 。a.用排氣法收集在集氣瓶中b.用排水法收集在集氣瓶中c.直接收集在球膽或塑料袋中21.（9分）實(shí)驗室用稀硝酸與銅反應(yīng)來制備NO氣體，如果采用（)裝置（燒瓶內(nèi)加入稀硝酸和銅片，必要時可加熱）。實(shí)驗效果不十分理想，因為從觀察到的現(xiàn)象不能有力證明反應(yīng)產(chǎn)物是NO；有人設(shè)計了（)裝置（橡皮塞下端連有銅絲圈），用來做該實(shí)驗可以