2022年高中化学-氮族元素知识点总结练习.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 必修三 -氮族元素学习必备欢迎下载一、氮和磷 1. 氮族元素: 包括氮 7N、磷、 15P、砷 33As 、锑 51Sb 、铋 83Bi 五种元素氮族元素位于元素周期表中第 VA 族,其代表元素为氮和磷2. 氮族元素的原子结构1 相像性:最外层电子数均为5 个;3、+3、+5 价;锑、铋有 +3、+5 价主要化合价:氮有3、+1、+2、+3、 +4、+5 价;磷和砷有2 递变规律:按氮、磷、砷、锑、铋的次序,随着核电荷数的增加,电子层数增多,原子半径增大,失电子才能增强,得电子才能减弱,非金属性减弱,金属性增强在氮族元素的单质中,氮、磷具有较明
2、显的非金属性;砷虽然是非金 属,但有一些金属性;锑、铋为金属3. 氮族元素单质的物理性质颜色N2P As Sb Bi 无色白磷:白色或黄色灰砷:灰色银白色银白色或微显红色红磷:红棕色状态气体固体固体固体固体密度逐渐增大Sb、Bi 的次序逐步降低先按 N2、P、 As 的次序逐步上升,而后按熔点、沸点(一) . 氮气1.1 氮元素在自然界中的存在形式:既有游离态又有化合态空气中含N2 78 体积分数 或 75 质量分数 ;化合态氮存在于多种无机物和有机物中,氮元素是构成蛋白质和核酸不行缺少的元素2 氮气的物理性质:纯洁的氮气是无色气体,密度比空气略小氮气在水中的溶解度很小在常压下,经降温后,氮
3、气变成无色液体,再变成雪花状固体3 氮气的分子结构:氮分子N2 的电子式为,结构式为NN由于 N2分子中的NN 键很坚固,所以通常情形下,氮气的化学性质稳固、不活泼4 氮气的化学性质:N2 与 H2化合生成 NH3 N2 +3H 22NH3(该反应是一个可逆反应,是工业合成氨的原理)N2 与 O2化合生成 NO: N2 + O22NO (在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应)(5)氮气的用途 合成氨,制硝酸;代替稀有气体作焊接金属时的爱护气,以防止金属被空气氧化;在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发;储存粮食、水果等食品,以防止腐烂;医学上用液氮作冷冻剂,以便在冷冻麻醉下进行手术;利用液氮
4、制造低温环境,使某些超导材料获得超导性能2.NO、NO 2 性质的比较二氧化氮 NO2 为红棕色、有刺激性气味、有毒的气体,易溶于水 与 H2O反应: 3NO2 + H 2O2HNO 3 + NO 氮的氧化物一氧化氮 NO 物理性质为无色、不溶于水、有毒的气体极易被空气中的O2 氧化:化学性质2NO + O2= 2NO2 NO中的氮为 +2 价,处于中间价 工业制HNO 3 原理在此反应中,NO2 同时作氧化剂和仍原剂 态,既有氧化性又有仍原性 3. 自然界中硝酸盐的形成过程名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 电闪
5、雷鸣时: N2+O22NO 学习必备欢迎下载2 2NO + O2= 2NO23 下雨时: 3NO2 + H2O2HNO 3 + NO 4 生成的硝酸随雨水淋洒到土壤中,并与土壤中的矿物作用生成能被植物吸取的硝酸盐4. 光化学烟雾: NO、NO2 有毒,是大气的污染物空气中的NO、 NO2 污染物主要来自于石油产品和煤燃烧的产物、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气NO2在紫外线照耀下,发生一系列光化学反应,产生一种有毒的烟雾光化学烟雾因 此, NO2是造成光化学烟雾的主要因素光化学烟雾刺激呼吸器官,使人生病甚至死亡(二)磷 1. 1 磷元素在自然界中的存在形式:自然界中无游离态的磷化合态的磷主要以磷酸
6、盐的形式存在于矿石中动物 的骨骼、牙齿和神经组织,植物的果实和幼芽,生物的细胞里都含有磷2 单质磷的化学性质:与 O2反应: 4P+5O 22P2O52PCl 3 2P+5Cl2 足量 2PCl 5磷在 C12 中燃烧: 2P+3C12 不足量 2. 磷的同素异形体白磷与红磷磷的同素异形白磷红磷说明体颜色、状无色蜡状固体红棕色粉末白磷与红磷的结构不同是物理性质存在差别的原物态密度1.822.34因由两者物理性质的不同,证明白白磷与红磷是理g cm不同的单质3性溶解性不溶于水,溶于CS2不溶于水,也不溶于CS2白磷与红磷燃烧都生成P2O5,证明它们都是由磷元质毒性剧毒无毒着火点40 白 磷 受
7、到 轻240微 的 摩 擦 就 会 燃烧;常温时,白磷化学性质可被氧化而发光白磷、红磷在空气中燃烧,都生成白色的P2O5素形成的单质相互转化白磷红磷证明白磷与红磷所含元素相同互为同素异形体储存方法密封储存,少量白密封储存,防止吸湿切削白磷应在水中进行磷储存在水中用途制造高纯度磷酸;制造高纯度磷酸; 制农药、制造燃烧弹、烟幕安全火柴弹 3. 五氧化二磷、磷酸1 五氧化二磷的性质:五氧化二磷是白色粉末状固体,极易吸水 因此可作酸性气体的干燥剂 P2O5 是酸性氧化物,与水反应:P2O5+3H2O 2H3PO4 2 磷酸的性质、用途:磷酸 H3PO4 是一种中等强度的三元酸,具有酸的通性磷酸主要用于
8、制造磷肥,也用于食品、纺织等工业 4. 氮、磷元素及其单质、化合物性质的比较名师归纳总结 元素氮N磷 P第 2 页,共 8 页自然界中存在的形式游离态和化合态只有化合态- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - N2+O2学习必备欢迎下载2NO(易)单质与 O2 化合的情形单质与 H2 化合的情形4P+5O22P2O5(难)N2 性质稳固、不活泼N2 +3H22NH3单质的化学活泼性及缘由2P 蒸汽 + 3H22PH3单质活泼性: N2P 缘由: N2 分子中 NN键很坚固,故氢化物的稳固性NH3 PH3最高价氧化物对应水化物的酸性HNO 3H3PO4非金属性N
9、P二铵盐1. 氨1 氨的物理性质:氨是无色、有刺激性气味的气体,比空气轻;氨易液化在常压下冷却或常温下加压,气态氨转化为无色的液态氨,同时放出大量热液态氨气化时要吸取大量的热,使四周的温度急剧下降;氨气极易溶于水在常温、常压下,1 体积水中能溶解约700 体积的氨气 因此,氨气可进行喷泉试验 ;氨对人的眼、鼻、喉等粘膜有刺激作用如不慎接触过多的氨而显现病症,要准时吸入新奇空气和水蒸气,并用大量水冲洗眼睛2 氨分子的结构:NH3 的电子式为,结构式为,氨分子的结构为三角锥形,N 原子位于锥顶,三个H原子位于锥底,键角107 18 ,是极性分子3 氨的化学性质:跟水反应 氨气溶于水时 氨气的水溶液
10、叫氨水 ,大部分的 NH3 分子与 H2O分子结合成NH3 H2O叫一水合氨 NH3 H2O为弱电解质,只能部分电离成NH4和 OH:NH3H2O NH4 + OHNH3 + H 2Oa氨水的性质:氨水具有弱碱性,使无色酚酞试液变为浅红色,使红色石蕊试液变为蓝色氨水的浓度越大,密度反而越小 是一种特殊情形 NH3H2O不稳固,故加热氨水时有氨气逸出:NH4+ OH NH3 + H 2O b氨水的组成:氨水是混合物 液氨是纯洁物 ,其中含有 3 种分子 NH3、NH3 H2O、H2O和 3 种离子 NH4和 OH、极少量的 H c氨水的储存方法:氨水对很多金属有腐蚀作用,所以不能用金属容器盛装氨
11、水通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里d有关氨水浓度的运算:氨水虽然大部分以 NH3H2O形式存在,但运算时仍以 NH3作溶质跟氯化氢气体的反应:NH3 + HCl NH4C1 说明 : a 当蘸有浓氨水的玻璃棒与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时,产生大量白烟这种白烟是氨水中挥发出来的 NH3与盐酸挥发出来的 HCl 化合生成的 NH4C1 晶体小颗粒b氨气与挥发性酸 浓盐酸、浓硝酸等 相遇,因反应生成微小的铵盐晶体而冒白烟,这是检验氨气的方法之c氨气与不挥发性酸 如 H2SO4、H3PO4等 反应时,无白烟生成跟氧气反应: 4NH3 + 5O 2 4NO + 6H 2O 说明
12、:这一反应叫做氨的催化氧化 或叫接触氧化 ,是工业上制硝酸的反应原理之一4 氨气的用途:是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱的原料;是有机合成工业如合成纤维、塑料、染料、尿素等的常用原料;用作冰机中的致冷剂2. 铵盐铵盐是由铵离子NH4 和酸根阴离子组成的化合物铵盐都是白色晶体,都易溶于水第 3 页,共 8 页名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载 1 铵盐的化学性质:受热分解固态铵盐受热都易分解依据组成铵盐的酸根阴离子对应的酸的性质的不同,铵盐分解时有以下三种情形:a组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是非氧化性的挥发性酸时,就加热时
13、酸与氨气同时挥发,冷却时又重新化合生成铵 盐;例如:NH4Cl 固 NH3 + HCl NH3 + HCl NH4Cl 试管上端又有白色固体附着 又如:NH42CO32NH3 + H2O + CO2 NH4HCONH3 + H2O + CO2b组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是难挥发性酸,加热时就只有氨气逸出,酸或酸式盐仍残留在容器中如:NH4 2SO4NH4HSO 4 + NH3 NH4 3PO4H3PO4 + 3NH3c组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是氧化性酸,加热时就发生氧化仍原反应,无氨气逸出例如:NH4NO3 N2O + 2H 2O 跟碱反应铵盐的通性固态铵盐 + 强碱 NaOH、KOH无
14、色、有刺激性气味的气体潮湿的红色石蕊试纸试纸变蓝色例如:NH4 2SO4+2NaOH Na2SO4 + 2NH 3 + 2H 2O NH4NO3+NaOHNaNO 3 + NH 3 + H2O 说明: a如是铵盐溶液与烧碱溶液共热,就可用离子方程式表示为:NH4+ OH NH3 + H 2O b如反应物为稀溶液且不加热时,就无氨气逸出,用离子方程式表示 为: NH4+ OHNH3 H2O c如反应物都是固体时,就只能用化学方程式表示2 氮肥的存放和施用铵盐可用作氮肥由于铵盐受热易分解,因此在贮存时应密封包装并 存放在阴凉通风处;施用氮肥时应埋在土下并准时灌水,以保证肥效2铵盐 NH4 的检验
15、将待检物取出少量置于试管中,加入 NaOH溶液后,加热,用潮湿的红色石蕊试纸在管口检验, 如试纸变蓝色,就证明待检物中含铵盐 NH4 3氨气的试验室制法1 反应原理:固态铵盐 如 NH4Cl 、NH42SO4 等 与消石灰混合共热:H2SO4、 P2O5等酸性干燥剂和CaCl2 干燥氨气,因2NH4Cl+CaOH 2CaCl2 + 2NH 3 + 2H 2O 2 发生装置类型:固体+固体气体型装置 与制 O2相同 3 干燥方法:常用碱石灰CaO和 NaOH的混合物 作干燥剂不能用浓为它们都能与氨气发生反应CaCl 2 与 NH3 反应生成 CaCl28NH3 4 收集方法:只能用向下排气法,并
16、在收集氨气的试管口放一团棉花,以防止氨气与空气形成对流而造成制得的氨气 不纯5 验满方法;将潮湿的红色石蕊试纸接近集气瓶口,如试纸变蓝色,就说明氨气已布满集气瓶;将蘸有浓盐酸的 玻璃棒接近集气瓶口,有白烟产生,说明氨气已布满集气瓶留意 制氨气所用的铵盐不能用 NH4NO3、NH4HCO 3、NH4 2CO3等代替,由于 NH4NO 3 在加热时易发生爆炸,而 NH4HCO 3、NH4 2CO3极易分解产生 CO2 气体使制得的 NH3 不纯NaOH、KOH等强碱代替, 由于 NaOH、KOH具有吸湿性, 易潮解结块, 不利于生成的氨气逸出,而且 NaOH、消石灰不能用 KOH对玻璃有猛烈的腐蚀
17、作用NH3 极易溶于水,制取和收集的容器必需干燥试验室制取氨气的另一种常用方法:将生石灰或烧碱加入浓氨水中并加热有关反应的化学方程式为:CaO + NH3H2OCaOH2 + NH 3NH3H2O转化为 NH3,这种制氨气的发生装置与试验室制Cl2、HCl 气( 加烧碱的作用是增大溶液中的OH浓度,促使体的装置相同) 三、硝酸 1. 硝酸 1 物理性质:纯硝酸是无色、 易挥发 沸点为 83 、有刺激性气味的液体打开盛浓硝酸的试剂瓶盖,有白雾产生 与盐酸相同 名师归纳总结 第 4 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载质量分数
18、为 98以上的浓硝酸挥发出来的 HNO 3 蒸气遇空气中的水蒸气形成的极微小的硝酸液滴而产生“ 发烟现象” 因此,质量分数为 98以上的浓硝酸通常叫做发烟硝酸2 化学性质:具有酸的一些通性例如: CaCO3 + 2HNO3 稀 CaNO32 + CO2 + H2O 试验室制 CO2 气体时,如无稀盐酸可用稀硝酸代替 不稳固性 HNO 3 见光或受热发生分解,HNO 3越浓,越易分解硝酸分解放出的 NO 2溶于其中而使硝酸呈黄色有关反应的化学方程式为: 4HNO3 2H2O + 4NO2 +O2强氧化性:不论是稀 HNO 3 仍是浓 HNO 3,都具有极强的氧化性HNO 3浓度越大,氧化性越强其
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- 2022 年高 化学 元素 知识点 总结 练习
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