第一講(1)氮族元素氮及化合物09.12

1、第一講（第一講（1 1）：氮族元素）：氮族元素 氮和氮的化合物氮和氮的化合物1.1.氮族元素周期表位置：氮族元素周期表位置：位于位于AA族、二族、二六周期；包括五種元素；六周期；包括五種元素；元素元素名稱名稱元素符號(hào)元素符號(hào)原子原子序數(shù)序數(shù)主要化合價(jià)主要化合價(jià)氮氮磷磷砷砷銻銻鉍鉍N NP PAsAsSbSbBiBi7 71515333351518383-3-3、0 0、+3+3、+5+52.2.寫出五種元素的名稱、符號(hào)、核電荷數(shù)、主要化合價(jià)寫出五種元素的名稱、符號(hào)、核電荷數(shù)、主要化合價(jià)3.五種元素中非金屬元素五種元素中非金屬元素_種種,金屬元素金屬元素_種。種。通常單質(zhì)是氣體的通常單質(zhì)是氣體的

2、_種種;固體固體_種。種。3 32 21 14 4原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)相同點(diǎn)：最外層電子數(shù)相同（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，原子半徑不同不同點(diǎn)：電子層數(shù)不同，原子半徑不同NHNH3 3、NHNH4 4+ +、N N2 2、N N2 2O O、NONO、N N2 2O O3 3、NONO2 2、N N2 2O O4 4、N N2 2O O5 54.4.寫出氮元素化合價(jià)從寫出氮元素化合價(jià)從+1+1到到+5+5的氫化物和氧化物的的氫化物和氧化物的化學(xué)式化學(xué)式( (主要學(xué)習(xí)它們的化學(xué)性質(zhì)主要學(xué)習(xí)它們的化學(xué)性質(zhì)) )5.5.氮族元素原子結(jié)構(gòu)的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)氮族元素原子結(jié)構(gòu)的相同點(diǎn)和

3、不同點(diǎn)6.6.氮族元素及化合物性質(zhì)的遞變性氮族元素及化合物性質(zhì)的遞變性（從上到下）（從上到下）b.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物（最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物（H3RO4、HRO3）的酸性）的酸性_。 C.氣態(tài)氫化物（氣態(tài)氫化物（RH3）的穩(wěn)定性）的穩(wěn)定性_；還原性；還原性_。a.元素的金屬性元素的金屬性_,非金屬性非金屬性_;增強(qiáng)增強(qiáng)減弱減弱減弱減弱減弱減弱增強(qiáng)增強(qiáng)7N 15P33As 51Sb相似性相似性 遞變性遞變性1.1.最外層都有最外層都有5 5個(gè)電子，化合個(gè)電子，化合價(jià)主要有價(jià)主要有-3-3、+3+3和和+5+52.2.氣態(tài)氫化物氣態(tài)氫化物的通式：的通式：RHRH3 33.3.最高價(jià)氧化最高價(jià)氧

4、化物對(duì)應(yīng)的水化物對(duì)應(yīng)的水化物通式為物通式為HROHRO3 3 或或H H3 3RORO4 4原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)氫化物氫化物水化物水化物核電荷數(shù)增大、電子層增多核電荷數(shù)增大、電子層增多原子半徑增大原子半徑增大最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性減最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性減弱弱氫化物的氫化物的穩(wěn)定性穩(wěn)定性減弱減弱 83Bi氫化物的氫化物的還原性還原性增強(qiáng)增強(qiáng)HNO3H3PO4H3AsO4H3SbO46.6.氮族元素及化合物性質(zhì)的相似性和遞變性氮族元素及化合物性質(zhì)的相似性和遞變性其中相同狀況下與氮?dú)饷芏认嗤倪€有其中相同狀況下與氮?dú)饷芏认嗤倪€有_。1.閱讀課本閱讀課本P2表表1-1,了解單質(zhì)的物理性質(zhì)了

5、解單質(zhì)的物理性質(zhì)2.物理性質(zhì)遞變規(guī)律：（從上到下）物理性質(zhì)遞變規(guī)律：（從上到下）a.單質(zhì)的熔點(diǎn)單質(zhì)的熔點(diǎn)_;b.單質(zhì)的沸點(diǎn)單質(zhì)的沸點(diǎn)_;c.單質(zhì)的密度單質(zhì)的密度_。遞增的趨勢(shì)（遞增的趨勢(shì)（SbSb、BiBi例外）例外）7.7.氮族元素單質(zhì)的物理性質(zhì)和遞變規(guī)律氮族元素單質(zhì)的物理性質(zhì)和遞變規(guī)律遞增的趨勢(shì)（遞增的趨勢(shì)（SbSb、BiBi例外）例外）逐漸增大逐漸增大 其中其中:氮?dú)獾姆悬c(diǎn)是氮?dú)獾姆悬c(diǎn)是-195.80C,氧氣的沸點(diǎn)氧氣的沸點(diǎn)-1830C,從空從空氣中分離氣中分離N2、O2的物理方法是的物理方法是_。COCO、CHCH2 2=CH=CH2 2分離液態(tài)空氣分離液態(tài)空氣1.氮元素在自然界中的存

6、在氮元素在自然界中的存在_;化合態(tài)的氮存在于化合態(tài)的氮存在于_。（一）氮?dú)猓ㄒ唬┑獨(dú)猓∟ N2 2）知識(shí)主線：知識(shí)主線：N N N N N -3 0 +2 +4 +5 NH3 N2 NO NO2 HNO3 （NH4+）（N2O4）（NO3-）既有游離態(tài)既有游離態(tài), ,又有化合態(tài)又有化合態(tài)多種無機(jī)物和有機(jī)物之中多種無機(jī)物和有機(jī)物之中 N N NN 電子式：電子式：結(jié)構(gòu)式：結(jié)構(gòu)式： 氮元素是活潑的非金屬元素，但氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很氮元素是活潑的非金屬元素，但氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定穩(wěn)定。（元素和單質(zhì)性質(zhì)的區(qū)別、聯(lián)系）。（元素和單質(zhì)性質(zhì)的區(qū)別、聯(lián)系）氮氮叁鍵，鍵能大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。氮氮叁鍵，鍵能大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

7、強(qiáng)調(diào)強(qiáng)調(diào): :在高溫、高壓或放電條件下在高溫、高壓或放電條件下, ,當(dāng)?shù)獨(dú)夥肿荧@得足夠當(dāng)?shù)獨(dú)夥肿荧@得足夠能量時(shí)，它能與能量時(shí)，它能與H H2 2、O O2 2、金屬等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。、金屬等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2.氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì) 無色、無味、難溶于水的氣體無色、無味、難溶于水的氣體; ;沸點(diǎn)低（沸點(diǎn)低（-195.8-195.80 0C C）; ;在空氣中體積分?jǐn)?shù)在空氣中體積分?jǐn)?shù)78%78%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)75%75%。3.N3.N2 2的化學(xué)性質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)(1).(1).與與H H2 2反應(yīng)反應(yīng)（2 2）. .與與O O2 2反應(yīng)反應(yīng) （工業(yè)合成氨）（工業(yè)合成氨）N2O22N

8、O放電放電3NO2+H2O=2HNO3+NO 2NOO2=2NO22NO2= 2NOO2農(nóng)諺：農(nóng)諺：“雷雨雷雨打打發(fā)莊稼發(fā)莊稼”N2+3H2 2NH3 高溫、高壓高溫、高壓 催化劑催化劑NONO無色有毒不溶于水的氣體。無色有毒不溶于水的氣體。NONO2 2紅棕色、有刺激性氣味的氣體。紅棕色、有刺激性氣味的氣體。 Mg2+:N:3Mg2+:N:3Mg2+ .(3).(3).與某些金屬反應(yīng)與某些金屬反應(yīng)點(diǎn)燃點(diǎn)燃3Mg+N3Mg+N2 2 = MgMg3 3N N2 2 （氮?dú)膺€可跟（氮?dú)膺€可跟CaCa、SrSr、BaBa等金屬反應(yīng)）等金屬反應(yīng)）3Sr + N3Sr + N2 2 = Sr= Sr3

9、 3N N2 2點(diǎn)燃點(diǎn)燃 3Ca + N3Ca + N2 2 = Ca = Ca3 3N N2 2點(diǎn)燃點(diǎn)燃MgMg3 3N N2 2+6H+6H2 2O = 3Mg(OH)O = 3Mg(OH)2 2+2NH+2NH3 3MgMg3 3N N2 2+8HCl=3MgCl+8HCl=3MgCl2 2+2NH+2NH4 4ClCl1.Mg1.Mg在在O O2 2、N N2 2、ClCl2 2、COCO2 2、SOSO2 2、空氣中燃燒現(xiàn)象、產(chǎn)物空氣中燃燒現(xiàn)象、產(chǎn)物2.中學(xué)化學(xué)中三種固體化合物中學(xué)化學(xué)中三種固體化合物A、B、C都由兩種元素組都由兩種元素組成，都能與水反應(yīng)，分別生成三種沉淀成，都能與水

10、反應(yīng)，分別生成三種沉淀a、b、c和三種和三種氣體氣體X、Y、Z；三種氣體都能夠在氧氣中燃燒，生成物；三種氣體都能夠在氧氣中燃燒，生成物中都有水。寫出中都有水。寫出A、B、C與水反應(yīng)的化學(xué)方程式。與水反應(yīng)的化學(xué)方程式。 _ _ _MgMg3 3N N2 2+6H+6H2 2O =3Mg(OH)O =3Mg(OH)2 2+2NH+2NH3 3CaCCaC2 2+2H+2H2 2O = Ca(OH)O = Ca(OH)2 2+ C+ C2 2H H2 2AlAl2 2S S3 3+6H+6H2 2O =2Al(OH)O =2Al(OH)3 3+3H+3H2 2SS知識(shí)總結(jié)：知識(shí)總結(jié)：3.Na3.Na

11、3 3N N是離子化合物是離子化合物, ,下列說法錯(cuò)誤的是下列說法錯(cuò)誤的是 ( )( )A.NaA.Na3 3N N溶于鹽酸生成兩種鹽溶于鹽酸生成兩種鹽B.NaB.Na3 3N N溶于水溶液呈堿性溶于水溶液呈堿性C.NaC.Na3 3N N中的中的NaNa+ +半徑大于半徑大于N N3-3-半徑半徑D.1molNaD.1molNa3 3N N中含有中含有40mol40mol電子電子C C4.氮?dú)獾挠猛镜獨(dú)獾挠猛荆? 3）液氮冷凍技術(shù)）液氮冷凍技術(shù) 冷凍麻醉劑、超低溫技術(shù)。冷凍麻醉劑、超低溫技術(shù)。 合成氨、制硝酸。合成氨、制硝酸?；瘜W(xué)性質(zhì)不活潑化學(xué)性質(zhì)不活潑熔沸點(diǎn)低熔沸點(diǎn)低氮的固定：氮的固定：

12、N N2 2 氮的化合物氮的化合物生物固氮生物固氮人工固氮人工固氮（1 1）化工原料）化工原料（2 2）保護(hù)氣）保護(hù)氣 焊接金屬、充填燈泡、保存糧食水果等。焊接金屬、充填燈泡、保存糧食水果等。將游離態(tài)氮轉(zhuǎn)變?yōu)榛蠎B(tài)氮的方法，叫將游離態(tài)氮轉(zhuǎn)變?yōu)榛蠎B(tài)氮的方法，叫做氮的固定。做氮的固定。（二）氮的氧化物（二）氮的氧化物其中其中 和和 分別是分別是HNOHNO2 2和和HNOHNO3 3的酸酐。的酸酐。 氮元素有氮元素有1 1、2 2、3 3、4 4、5 5五種價(jià)價(jià)態(tài)，對(duì)五種價(jià)價(jià)態(tài)，對(duì)應(yīng)六種氧化物應(yīng)六種氧化物, ,分別是分別是 、 、 、 、 、 。N2O(笑氣笑氣)NON2O3NO2 ( (光化學(xué)

13、煙霧光化學(xué)煙霧) )N2O4N2O5N2O3N2O5 氮的氧化物氣體都是有毒氣體氮的氧化物氣體都是有毒氣體,都是大氣污染物。都是大氣污染物。 NO是一種無色、無味、是一種無色、無味、有毒有毒、還原性較強(qiáng)的氣體、還原性較強(qiáng)的氣體,易易被被O2氧化成氧化成NO2（2NO+O2=2NO2）。）。 NO2是一種紅棕色、強(qiáng)烈刺激性氣味、是一種紅棕色、強(qiáng)烈刺激性氣味、有毒有毒、易溶、易溶于水且與水反應(yīng)的氣體，氧化性強(qiáng)，能使?jié)駶櫟挠谒遗c水反應(yīng)的氣體，氧化性強(qiáng)，能使?jié)駶櫟腒I淀淀粉試紙粉試紙 。常溫下。常溫下NO2和和N2O4存在如下平衡：存在如下平衡：_。變藍(lán)變藍(lán)2NO2 N2O4 (無色氣體無色氣體);

14、H01 1、NONO與與NONO2 2的性質(zhì)比較的性質(zhì)比較NONONONO2 2物性物性毒性毒性與水與水與與O O2 2與與O O2 2、H H2 2O O與與NaOHNaOH氧化性氧化性制備制備無色，無味無色，無味紅棕色，刺激性氣味紅棕色，刺激性氣味有毒（機(jī)理同有毒（機(jī)理同COCO）有毒（刺激呼吸系統(tǒng)）有毒（刺激呼吸系統(tǒng)）3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO2NO + O2 = 2NO24NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO34NO2+O2+2H2O = 4HNO3NO + NO2 + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + N

15、aNO2 + H2O3Cu + 8HNO3（?。ㄏ。? 3Cu(NO3)2 +2NO + 4H2OCu + 4HNO3（濃）（濃）= Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2OSO2+NO2=NO+SO3H2S+NO2=S+NO+H2O2 2、有關(guān)、有關(guān)NONO、NONO2 2、O O2 2混合氣體溶于水的計(jì)算混合氣體溶于水的計(jì)算主要方程式：主要方程式：4 NO4 NO2 2+O+O2 2 +2H +2H2 2O O4HNO4HNO3 34NO+3O4NO+3O2 2+2H+2H2 2O O4HNO4HNO3 33NO3NO2 2 + H + H2 2O = 2HNOO = 2HNO3 3

16、 + + NONO一般一般NONO、NONO2 2、O O2 2與水的反應(yīng)，可歸納成四種情況：與水的反應(yīng)，可歸納成四種情況：（1 1） NONO和和NONO2 2混合混合3NO3NO2 2 + H + H2 2O = 2HNOO = 2HNO3 3 + + NONO根據(jù)差量法計(jì)算根據(jù)差量法計(jì)算（2 2） NONO2 2和和O O2 2混合混合V(NOV(NO2 2)V(O)V(O2 2) )發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)剩余氣體剩余氣體4 NO2+O2 +2H2O4HNO3= 4 1無無4 14 NO2+O2 +2H2O4HNO3O24 1先先:4 NO2+O2 +2H2O4HNO3再再:3NO

17、2 + H2O = 2HNO3 + NONO（3 3） NONO與水通與水通O O2 2V(NO)V(OV(NO)V(O2 2) )發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)剩余氣體剩余氣體4 NO+3O2 +2H2O4HNO3= 4 3無無4 34 NO+3O2 +2H2O4HNO3O24 34 NO+3O2 +2H2O4HNO3NO（4） NO2、 NO、O2混合混合當(dāng)V(O2)=，反應(yīng)后無氣體剩余。反應(yīng)后無氣體剩余。特例，當(dāng)特例，當(dāng)V(NO) V(NOV(NO) V(NO2 2) V(O) V(O2 2) )1 1 11 1 1時(shí)混時(shí)混合氣體全部與水反應(yīng)，無氣體剩余。合氣體全部與水反應(yīng)，無氣體剩余。練

18、習(xí)練習(xí)1 1. .將將100mL100mL由由NONO2 2和和O O2 2組成的混合氣體通入足量組成的混合氣體通入足量的水中，剩余氣體的水中，剩余氣體20mL20mL，求原混合氣體的組成。，求原混合氣體的組成。解析解析: :剩余剩余20mL20mL氣體可能是氣體可能是NONO或或O O2 2若剩余氣體為若剩余氣體為O O2 2, ,設(shè)反應(yīng)的設(shè)反應(yīng)的O O2 2為為XmLXmL4NO4NO2 2 + O+ O2 2 + 2H+ 2H2 2O = 4HNOO = 4HNO3 3 4X + X =80 ,X=16mL ; V(O4X + X =80 ,X=16mL ; V(O2 2)=36mL)=

19、36mL、V V（NONO2 2）=64mL=64mL若剩余氣體為若剩余氣體為20mlNO,20mlNO,設(shè)反應(yīng)的設(shè)反應(yīng)的O O2 2為為XmLXmL 3NO 3NO2 2 + H+ H2 2O = 2HNOO = 2HNO3 3+NO+NO 60mL 20mL 60mL 20mL4NO4NO2 2 + O+ O2 2 + 2H+ 2H2 2O = 4HNOO = 4HNO3 3 4X + X =40 ,X=8mL ; V(O4X + X =40 ,X=8mL ; V(O2 2)=8mL)=8mL、V V（NONO2 2）=92mL=92mL 練習(xí)練習(xí)2.將將90mL由由NO2和和O2組成的混

20、合氣體通入足量的組成的混合氣體通入足量的水中水中,剩余氣體剩余氣體30mL，30mL氣體不可能是氣體不可能是_。NO練習(xí)練習(xí)3.3.將盛有將盛有60mLNO60mLNO氣體的集氣瓶倒立水面，再通入氣體的集氣瓶倒立水面，再通入xmLOxmLO2 2，充分作用后剩余氣體，充分作用后剩余氣體20mL20mL，求，求x x的值。的值。解析解析: :若剩余若剩余20mL20mL氣體是氣體是O O2 2 4NO + 3O 4NO + 3O2 2 + 2H + 2H2 2O = 4HNOO = 4HNO3 3 60mL 45mL X=45+20=65mL 60mL 45mL X=45+20=65mL 若剩余

21、氣體是若剩余氣體是NONO 4NO + 3O 4NO + 3O2 2 + 2H + 2H2 2O = 4HNOO = 4HNO3 3 40mL 30mL X=30mL 40mL 30mL X=30mL來源來源來自石油和煤的燃燒產(chǎn)物來自石油和煤的燃燒產(chǎn)物 汽車尾氣汽車尾氣 制硝酸的工廠尾氣制硝酸的工廠尾氣危害：危害： O O、NONO2 2是有毒氣體是有毒氣體光化學(xué)煙霧的形成因素光化學(xué)煙霧的形成因素 造成酸雨造成酸雨3 3、NONO和和NONO2 2的污染的污染練習(xí)練習(xí): :不能將不能將NONO2 2和和BrBr2 2蒸氣區(qū)分開來的是蒸氣區(qū)分開來的是 ( )( ) A. A.水水 B.CClB.CCl4 4 C.C.濕潤的濕潤的KIKI淀粉試紙淀粉試紙 D.AgNOD.AgNO3 3溶液溶液C C 4.4.處理方法：處理方法：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O3NO2+2NaOH = 2NaNO3+NO+H2ONO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2OV(NO2)=V(NO)時(shí)：時(shí)：產(chǎn)物為：產(chǎn)物為：NaNONaNO2 2產(chǎn)物為：產(chǎn)物為：NaNONaNO3 3和和NaNONaNO2 2NONO過量，產(chǎn)物為：過量，產(chǎn)物為：NaNONaNO2 2V(NOV(NO2 2)