吉林省长五中高中化学《氮族元素》课件 必修1

氮族元素一、氮族元素的组成：一、氮族元素的组成：非金属元素非金属元素金属元素金属元素氮氮N N磷磷P P砷砷 AsAs锑锑 SbSb铋铋BiBi二、氮族元素的单质物理性质二、氮族元素的单质物理性质 1、物理性质：课本、物理性质：课本p171表表72 2、物性变化规律：、物性变化规律： 密度：自上而下依次增大。密度：自上而下依次增大。 熔沸点：自上而下，先升高又降低。熔沸点：自上而下，先升高又降低。 原因分析原因分析：（：（了解了解）前三种是分子晶体，后二）前三种是分子晶体，后二种是金属晶体，故前三种物质随摩尔质量增加，种是金属晶体，故前三种物质随摩尔质量增加，熔点升高；后二种物质随原子半径增大，金属熔点升高；后二种物质随原子半径增大，金属键减弱，熔点降低。键减弱，熔点降低。三、氮族元素的周期表位置三、氮族元素的周期表位置第第2 2至第至第6 6周期，周期，AA族。族。相似性：最外层电子数相同，均为相似性：最外层电子数相同，均为5e5e- -。递变性：随原子序数的增加，自上而下：核递变性：随原子序数的增加，自上而下：核电荷数依次增大，电子层数依次增多，原子半电荷数依次增大，电子层数依次增多，原子半径依次增大。径依次增大。1.1.氮族元素在周期表中的位置：氮族元素在周期表中的位置： 2. 2.氮族元素的原子结构氮族元素的原子结构：相似性：相似性： P P、AsAs为为-3-3，+3+3，+5+5价；价； SbSb、BiBi为为+3+3，+5+5价；价； N N表现表现-3-3，+1+1+5+5价。价。主要化合价：主要化合价：性质：性质：最高价氧化物对应水化物的分子式最高价氧化物对应水化物的分子式为为HROHRO3 3或或H H3 3RORO4 4。非金属元素都有气态氢化物，其分子非金属元素都有气态氢化物，其分子式为式为RHRH3 3，其中氮族元素，其中氮族元素R R为为-3-3价。价。最高价最高价氧化物的分子式为氧化物的分子式为R R2 2O O5 5，其中氮族元素其中氮族元素R R的化合价为的化合价为+5+5递变性：递变性： 金属性和非金属性：随着电子层数的增加，原子半金属性和非金属性：随着电子层数的增加，原子半径逐渐增大，因而自上而下，元素得电子能力逐渐减弱，径逐渐增大，因而自上而下，元素得电子能力逐渐减弱，而失电子能力逐渐增强。而失电子能力逐渐增强。单质与氢气化合的能力逐渐减弱。单质与氢气化合的能力逐渐减弱。NH3、PH3、AsH3、SbH3、BiH3稳定性逐渐减弱最高价含氧酸的酸性减弱：最高价含氧酸的酸性减弱：单质与金属化合的能力逐渐减弱。单质与金属化合的能力逐渐减弱。氮和磷1、氮气的分子组成和结构、氮气的分子组成和结构 练习：氮气的电子式和结构式练习：氮气的电子式和结构式 氮气分子是由非极性键构成的非极性分子氮气分子是由非极性键构成的非极性分子一、氮气一、氮气 2、物理性质：物理性质： 无色无味的气体，密度比空气稍小、无色无味的气体，密度比空气稍小、水中溶解度很小（水中溶解度很小（1体积水溶解体积水溶解0.02体积氮气）、属于难体积氮气）、属于难溶于水。溶于水。 -195.8时为无色液体，时为无色液体，-209.9 时为雪花状固体。时为雪花状固体。工业制取氮气的方法工业制取氮气的方法液化空气法。液化空气法。3 3、化学性质：、化学性质： NN NN 键能大键能大 ，分子稳定，所以反应条件难。，分子稳定，所以反应条件难。 但通常认为常温稳定，高温活泼。但通常认为常温稳定，高温活泼。 （1 1）、与金属反应：）、与金属反应： （与镁、钙、锶、钡，形成离子化合物）（与镁、钙、锶、钡，形成离子化合物）N2+3Mg=Mg3N2 分析：分析：Mg在空气燃烧，产物有哪些固体？在空气燃烧，产物有哪些固体？ （2 2）、与非金属反应：）、与非金属反应：说明：说明：条件难条件难 可逆反应可逆反应 反应放热反应放热 思考：该反应属于哪种反应类型？思考：该反应属于哪种反应类型？ 答：化合反应、可逆反应、放热反应、氧化还原反答：化合反应、可逆反应、放热反应、氧化还原反应、分子反应等等应、分子反应等等 N2+3H2 2N H3高 温 高 压催 化 剂 N2+O2 放电放电 2NO 该反应只能在该反应只能在放电放电或或电弧电弧下反应，只能直接生成下反应，只能直接生成NO，氮气氮气不能燃烧。不能燃烧。NO: :无色，有毒，难溶于水，强还原性。无色，有毒，难溶于水，强还原性。 2NO+O2=2NO2(常温化合常温化合) NONO2 2：红棕色气体，有毒，易溶于水（与水反应）。红棕色气体，有毒，易溶于水（与水反应）。 3NO3NO2 2 + H + H2 2O =2HNOO =2HNO3 3 + NO + NO NONO2 2强氧化性强氧化性 可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。 NONO2 2可以转化为无色的可以转化为无色的N N2 2O O4 4 2NO2 N2O4(平衡体系平衡体系)练习： 1 1、如何鉴别、如何鉴别BrBr2 2蒸气和蒸气和NONO2 2气体？气体？ A A、KIKI一淀粉试纸一淀粉试纸 B B、水、水 C C、CClCCl4 4 D D、AgNOAgNO3 3 E E、加热、加热 答：答：BCD，其中方法，其中方法D最佳最佳由这两个反应可得：由这两个反应可得： 4NO4NO2 2 + O+ O2 2 + 2H+ 2H2 2O = O = 4HNO4HNO3 3 4NO + 3O 4NO + 3O2 2 + 2H+ 2H2 2O = O = 4HNO4HNO3 3 注意：注意：练习：1 1、将、将NONO2 2气体充于试管中，并将试管气体充于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后，剩余气倒立于水槽中，充分反应后，剩余气体体积约为试管的体体积约为试管的_。2、将等体积、将等体积NO和和O2混和气体充满混和气体充满试管中，将试管倒立于水槽中，剩试管中，将试管倒立于水槽中，剩余气体体积约为余气体体积约为_。3、等体积、等体积NO2和和O2呢？呢？ 4、现有、现有O2和和NO2的混合气体的混合气体12 mL，被水充分吸收后，被水充分吸收后，剩余气体剩余气体2 mL，则原混合气体的组成是（，则原混合气体的组成是（ ） A、NO2 11 mL O2 1 mL B、NO2 10.8 mL O2 1.2 mL C、NO2 10 mL O2 2 mL D、NO2 8 mL O2 4 mL 答：答：BD 5 5、 把把20ml20ml充满充满NONO、NONO2 2的混合气体，倒立于盛的混合气体，倒立于盛水的水槽中，充分反应后，剩余气体体积变为水的水槽中，充分反应后，剩余气体体积变为10ml10ml，求原混气中，求原混气中NONO、NONO2 2的体积比。的体积比。6 6、盛有、盛有12mlNO12mlNO气体的试管倒置于水槽中，通气体的试管倒置于水槽中，通入一定量氧气后充分反应，试管内气体体积入一定量氧气后充分反应，试管内气体体积为为4ml4ml，则通入，则通入O O2 2的体积可能为多少的体积可能为多少mlml？1:36ml或13ml7 7、把充满、把充满NONO2 2、O O2 2的混合气体的量筒倒置于水的混合气体的量筒倒置于水中，充分反应后，保持气体压强不变，水进入中，充分反应后，保持气体压强不变，水进入量筒体积的量筒体积的3/43/4处停止，求混合气体处停止，求混合气体NONO2 2与与O O2 2的的体积比。体积比。3：2或19:13 3、氮的其他氧化物氮的其他氧化物氮的氧化物都有毒，属于大气污染物氮的氧化物都有毒，属于大气污染物4.4.氮气的用途：氮气的用途：（1 1）合成氨、制硝酸、制氮肥、炸药；）合成氨、制硝酸、制氮肥、炸药；（2 2）做保护气：焊接金属、填充灯泡、）做保护气：焊接金属、填充灯泡、 保存食品；保存食品；（3 3）医学上，液氮做冷冻剂、在冷冻麻）医学上，液氮做冷冻剂、在冷冻麻 醉下做手术；醉下做手术；（4 4）高科技领域：用液氮制造低温环境，）高科技领域：用液氮制造低温环境， 有些超导材料获得超导性能。有些超导材料获得超导性能。 1、定义：将游离的氮（、定义：将游离的氮（N2）转变为氮的化合物的过程。）转变为氮的化合物的过程。 2、方法：、方法： 自然固氮：雷雨固氮、生物固氮（豆科植物的根瘤菌固氮）自然固氮：雷雨固氮、生物固氮（豆科植物的根瘤菌固氮） 人工固氮：人工固氮：氮的固定氮的固定雷雨中的反应：N2O2 2NO2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO光化学烟雾光化学烟雾主要因素氮氧化物主要因素氮氧化物(NOx)（指（指NO和和NO2） 氮氧化物和碳氢化合物在大气环境中受氮氧化物和碳氢化合物在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后，发生复杂的光强烈的太阳紫外线照射后，发生复杂的光化学反应，主要生成光化学氧化剂化学反应，主要生成光化学氧化剂(主要是主要是O3)及其他多种复杂的化合物，产生一种及其他多种复杂的化合物，产生一种新的二次污染物新的二次污染物光化学烟雾光化学烟雾结束结束