高中化学竞赛辅导讲座氮族元素精选文档.ppt

高中化学竞赛辅导讲座氮族元素本讲稿第一页，共二十页第一节 通性（1）周期表位置、元素种类、电子层结构、金属性递变？（2）除N、P外，为什么其他元素难以形成离子型固态化合物？（获得3个电子形成氧化数为III的离子较困难，Li3N、Mg3N2Na3P、Ca3P2存在）（3）为什么Li3N、Mg3N2、Na3P、Ca3P2只存在干态？写出相应的离子方程式？（4）为什么N只生成NF3，但可以生成PBr5、AsF5、SbCl5？（电负性、杂化理论）（5）V氧化态的氧化性如何变化？写出铋酸钠与硫酸锰的化学反应方程式？（P（V）没有氧化性、Bi（V）有强氧化性、Bi（III）几乎没有还原性）本讲稿第二页，共二十页第二节 氮（1）氮元素在自然界的存在形式？（如：游离态、硝石、蛋白质）（2）常见的氮气的制备方法有：（i)加热氯化铵饱和液和固体亚硝酸钠的化合物：NH4ClNaNO2NH4NO2NaClNH4NO2N2 2H2O（ii)将氨气通过红热的氧化铜，可得到较纯的N2。2NH3 3CuO 3Cu N2 3H2O（iii)氨气通过溴水，除去杂质Br2（用Na2CO3）、H2O（用P2O5），可得到较纯的N2。2NH3 3Br2 N2 6H2O（iv)2NaN3(l)=2Na(l)+3N2(g)本讲稿第三页，共二十页(3)N2分子的成键形式？NN 941.7kJ/molN=N 418.4kJ/molN N 154.8kJ/mol差523.3kJ/mol差263.6kJ/mol(4)解释N2在3273K时只有0.1%解离。（保护气）(5)N2的用途？（合成氨，制化肥、硝酸、炸药等；保护气；冷冻剂）（6）N形成化合物时的二个特征：（i）最大共价键数为4，其他为6 （ii)氮氮间以重键结合成化合物：其他不易因为原子较小，2p轨道重叠较多，如CaC2、N3-、CN、N5 本讲稿第四页，共二十页第三节 氨和铵盐1、氨（1）熔沸点为什么高于同族的膦（PH3）？（2）液态氨为什么可以做制冷剂？熔化热为5.66kJ/mol 气化热为23.35kJ/mol(3)液氨的电离（K1.9X10-33 -50)(4)K(H2O)=1.6x10-16(22)根据酸碱质子理论，请对比酸碱性 酸性：NH3 H2O；碱性：NH3 H2O；NH2 OH。（4)碱金属液氨溶液：M nNH3M e（NH3）n（蓝色）2M 2NH3 3MNH2 H2（5）碱金属液氨溶液的作用:本讲稿第五页，共二十页（I)产生电子的试剂，可以不引起或引起化学键裂解。如：不引起化学键的裂解引起化学键的裂解：液氨 2NH4Cl 2K 2NH3 H2 2KCl反应中电子和NH4中一个H结合生成1/2H2。（II）强还原剂：液氨Pt（en)2I2+2K =Pt(en)2+2KI 本讲稿第六页，共二十页（6）氨参加的反应类型：（I）加合反应：能和许多金属形成络离子，Ag(NH3)2+、Cu(NH3)42+原因？Lewis酸碱理论，可以与Lewis酸加合：BF3NH3F3B：NH3NH3 H2O NH3。H2O；NH3 HCl NH4Cl（II）氧化反应：4NH3 3O2 2N2 6 H2O 4NH3 5O2 4NO 6H2O3Cl2 2NH3 N2 6HCl 3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl3Cl2+NH3=NCl3+3HCl(III)取代反应（氨解反应）HgCl2 2NH3 Hg（NH2）Cl NH4ClCOCl2 4NH3 CO（NH2）2 2NH4ClNH2（氨基化物）、NH（亚氨化物）=N(氮化物）本讲稿第七页，共二十页氨与水的相应化合物的比较：KNH2 KOH；CH3NH2 CH3OH；Ca（NH2）2 Ca（OH）2；N2H4 H2O2；PbNH PbO；P3N5 P2O5；Hg（NH2）Cl Hg（OH）Cl ；CaCN2 CaCO3；Ca3N2 CaO；NH2Cl HOCl 3Mg 2NH3 Mg3N2 3H2；Mg 2H2O Mg(OH)2+H2 为什么银氨溶液用后要及时处理？（Ag2NH、Ag3N有爆炸性）本讲稿第八页，共二十页2、铵盐、铵盐（1）热分解：NH4HCO3 NH3 H2O CO2NH4Cl =NH3+HCl NH4NO3=N2+2H2O(NH4)2Cr2O7=N2+Cr2O3+4H2ONH4NO3=N2O+2H2O(2)鉴定：（I）NH4 OH NH3 H2O（II）用Nessler试剂（K2HgI4的KOH溶液）HgHg2HgI42-+NH3+3OH-=O NH2I(褐)7I-+2H2O思考：但是Fe3、Co2、Ni2、Cr3、Ag以及S2对鉴定有干挠作用，为什么？本讲稿第九页，共二十页3、氨的衍生物(1)肼N2H4 H2O N2H5 OHN2H5 H2O N2H62 OH（2）羟氨（I）NH2OH H2O NH3OH OH（3）氮化物（水解）（4）氢叠氮酸N=N=NH 本讲稿第十页，共二十页第四节 氮的氧化物1、各种氧化物的分子结构：2、等电子体NO、N2、CO、CN价电子数为10。NO2（硝酰）、CO2、N2O、OCN、N3价电子数为16。3、奇电子分子：NO、NO2易聚合 本讲稿第十一页，共二十页第五节 亚硝酸及盐1、生成：2、两种配位形式：ONO叫亚硝酸根、NO2叫硝基3、NO2 与O3互为等电子体（写出电子式)第六节 硝酸及硝酸盐1、硝酸的实验室和工业制法；2、硝酸的结构3、硝酸的强氧化性（钝化金属：Fe、Cr、Al）4、王水为什么能溶解Au、Pt？Au HNO3 4HCl HAuCl4 NO 2H2O强氧化性 强配位 本讲稿第十二页，共二十页5、硝酸根的结构（与碳酸根对比）6、依据硝酸盐的分解规律写出分解方程式：2NaNO3 2NaNO2 O22Cu（NO3）22CuO 4NO2 O2（MgCu)2AgNO32Ag 2NO2 O2(1)LiNO3(2)Sn(NO3)2(3)Fe(NO3)2 本讲稿第十三页，共二十页第七节 磷1、三种同素异形体2、磷的成键特征：配位数3456成键轨道p3(sp3)sp3sp3dsp3d2分子构型 三角锥四面体三角双锥八面体实例PH3、PCl3POCl3、OP(OH)3PCl5PF5PF6-本讲稿第十四页，共二十页第八节 磷的氧化物、含氧酸及其盐1、氧化物的构性 本讲稿第十五页，共二十页2、含氧酸的分子结构：3、通过计算说明NaH2PO4溶液为什么显酸性？H2PO4 H2O HPO42 H3O K26.3x10-8H2PO4-+H2O=H3PO4+OH-K=1.3x10-124、通过计算说明Na2HPO4溶液为什么显碱性？HPO42-+H2O=H2PO4-+OH-K=1.6x10-7HPO42-+H2O =PO43-+H3O+K3=4.4x10-135、磷酸根的结构与等电子体ClO4-、SO42-、SiO44-有四个键，一个 58 H3PO4=H+H2PO4-K1=7.6x10-3 本讲稿第十六页，共二十页(1)Na+=H3PO4+H2PO4-+HPO42-Na+H+=OH-+H2PO4-+2HPO42-得：H+H3PO4=OH-+HPO42-H+H+H2PO4-/K1=Kw/H+K2H2PO4-/H+H+=2.2x10-5(2)H+=本讲稿第十七页，共二十页第九节 卤化磷1、三卤化磷：PX3 3H2O H3PO3 3HClPCl3 3HOC6H5 P（OC6H5）3 3HClPCl3 3C2H5OH （C2H5O）2POH C2H5Cl 2HClCl3P BBr3 Cl3PBBr3（加合反应）2、五卤化磷：（1)水解：PCl5 H2O POCl3 2HClPOCl3 3H2O H3PO4 3HClPCl5 =POCl3 RCl HCl（2）构型sp3d杂化（3）加合物本讲稿第十八页，共二十页PCl5 AlCl3 PCl4+AlCl4-PCl5+PCl5=PCl4+PCl6-PBr5 =PBr4+Br-硫化磷（P4S3、P4S5、P4S7、P4S10）本讲稿第十九页，共二十页练习题一、Sb2S3能溶于Na2S或Na2S2，而Bi2S3既不能溶于Na2S，也不溶于Na2S2。根据以上事实比较Sb2S3、Bi2S3的酸碱性和还原性？二、As2S3、Sb2S3具有酸性，因此能溶于碱和Na2S。写出有关反应方程式？三、画出PF5、PF6的几何构型？四、画出P3O93的结构式？本讲稿第二十页，共二十页