氮族ppt课件

（09广东理科基础29）已知汽车尾气无害化处理反应为 下列说法不正确的是 A升高温度可使该反应的逆反应速率降低 B使用高效催化剂可有效提高正反应速率 C反应达到平衡后，N0的反应速率保持恒定 D单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡,答案 A,1,（09全国卷6） 物质的量之比为2：5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是 ( ) 1：4 B.1：5 C. 2：3 D.2：5,答案 A,2,2014天津卷,实验室制备下列气体时，所用方法正确的是( ) A制氧气时，用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置 B制氯气时，用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体 C制乙烯时，用排水法或向上排空气法收集气体 D制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气,3,2014重庆卷,下列物质的使用不涉及化学变化的是( ) A明矾作净水剂 B液氨用作制冷剂 C氢氟酸刻蚀玻璃 D生石灰作干剂,4,（2013四川卷）,7. 1.52g 铜镁合金完全溶解于50mL 密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体1120 mL（标准状况），向反应后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54 g沉淀。下列说法不正确的是（ ） A该合金中铜与镁的物质的量之比是2:1 B. 该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol/L CNO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80% D得到2.54 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600 mL 【答案】D,5,(2012福建11),下列物质与水作用形成的溶液能与NH4Cl反应生成NH3的是 A二氧化氮 B钠 C硫酸镁 D二氧化硅 答案：B,6,A是氨气发生装置 B是氨气发生装置 C是氨气吸收装置 D是氨气收集、检验装置,(2012上海16),实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中 正确的是,答案：B,7,(2011福建卷),I、磷、硫元素的单质和化合物应用广泛。 （1）磷元素的原子结构示意图是_。 （2）磷酸钙与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500生成白磷，反应为： 2Ca3(PO4)26SiO2=6CaSiO3P4O10 10CP4O10=P410CO每生成1 mol P4时，就有_mol电子发生转移。,8,（2011山东卷）,研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。 （1）NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为 。利用反应6NO2 8NH37N512H2O也可处理NO2。当转移1.2mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是 L。 （2）已知：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g） H=-196.6 kJmol-1 2NO（g）+O2（g） 2NO2（g） H=-113.0 kJmol-1 则反应NO2（g）+SO2 （g） SO3（g）+NO（g）的H= kJmol-1。,9,一定条件下，将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是 。 a体系压强保持不变 b混合气体颜色保持不变 cSO3和NO的体积比保持不变 d每消耗1 mol SO3的同时生成1 molNO2 测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:6，则平衡常数K 。,10,氮的氧化物 氨气、硝酸,11,氮及其化合物,12,氮气,1N2的结构,电子式：,NN,结构式：,2存在：,氮元素主要以游离态存在于空气中 以化合态形式存在于无机物中及有机物中,化学键：,非极性键,位 置：,第二周期第A族,13,3物理性质,纯净的氮气是一种无色无味的气体， 难溶于水，难液化，密度比空气略小 (与空气密度相近，只能用排水法收集N2)。,14,3化学性质：,(1)与氢气的反应,(放热反应)合成氨,N2 + 3H2 2NH3,(2)与金属反应,3Mg + N2 Mg3N2,6Na + N2 2Na3N,氮氮叁键，结构比较稳定。,Mg3N26H2O3Mg（OH）22NH3,15,(3)与O2反应,2NO + O2 = 2NO2,3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO,NO：无色、无味的难溶于水的有毒气体。,NO2：红棕色、有刺激性气味的易溶于水的有毒气体,16,鉴别NO2和溴蒸气,可选用的试剂是( ) A.淀粉碘化钾溶液 B.蒸馏水 C.NaOH溶液 D.AgNO3溶液,BD,17,4氮的固定,定义：将空气中游离态的氮转变为化合态的氮的方法,(1) 人工固氮：,生物固氮：,(2) 天然固氮,雷电：,18,6用途：,(1)是合成氨、制硝酸的重要原料,(2)保护气：焊接金属；灯泡的填充气体；保存粮 食、罐头、水果,(3)医学上，用液氮作冷冻剂,(4)高科技领域中用液氮制造低温环境。,19,空气,降温加压,液态,蒸发,N2 O2,7、制备,工业上：,空气,N2 CO2,N2,C，,碱,实验室：,一种是将NH3通过灼热的CuO，,2NH3 + 3CuO N2 + 3Cu + 3H2O,另一方法：NH4Cl饱和溶液和NaNO2饱和溶液混合加热,NH4Cl + NaNO2 NaCl + N2+ 2H2O,20,无色,红棕色,无色,有 毒,不溶,2NOO22NO2,生成 亚硝酸,3NO2H2O2HNO3NO,生成 硝酸,能,不溶,21,小结：,（3）NO2是一种 色的 水且与水反应的气体， 强，能氧化SO2，能使湿润的KI淀粉试纸变蓝。,（2）NO是一种 色 水较强的 气 体，易被O2氧化成NO2。,（1）N2O3和N2O5分别是 和 的酸酐。,HNO2,HNO3,无,难溶于,还原性,红棕,易溶于,氧化性,22,氮的重要氧化物NO、NO2,无色，刺激性气味，难溶于水，有毒（机理同CO）,红棕色，刺激性气味，易溶 于水，有毒,（1）与O2反应：2NO + O2 = 2NO2 无色变红棕色,（1）与H2O反应： 3NO2 + H2O = 2HNO3+ 2NO 红棕色褪去,（3）与碱溶液反应： NO + NO2 + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O 2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O,（3）转化成NO2： 2NO2 =N2O4,（2）与水、O2反应： 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3,（2）与水、O2反应： 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3,23,3、NO、NO2对环境的污染：,光化学烟雾,酸雨,石油产品和煤燃烧的产物 汽车尾气 制硝酸的工厂,污染源,危害,24,若将NO2和O2同时通入水中的反应是什么？ NO与O2？,2+得：,4NO2 + O2 +2H2O = 4HNO3,同理2+3得：,4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3,NO2、NO、O2混合问题,25,标况下，将一充满NO2的试管倒立于盛有足量水 的水槽中，充分反应后，若不考虑试管内物质向外 扩散，求： （1）试管中液面上升的高度与试管总长度的比值； （2）试管中溶液的物质的量浓度。,考考你,解析：(2)c(HNO3) =,= 0.045,追问：若充满NO2和O2，水充满试管，物质不向外扩散？,26,1、将充满NO和NO2的混合气体45mL的试管，倒立于水中，一段时间后，气体的体积为35mL，原混合气体中，NO和NO2的体积比为（ ） A2:1 B2:7 C7:2 D9:7,练一练,解析： 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO V,3 1 2,V（NO2) 10mL,V(NO2)=15mL V(NO)=45-15=30mL,A,27,2、同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是NO和NO2NO2和O2NH3和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是 （ ） A.V1V2V3 B.V1V3V2 C.V2V3V1 D.V3V1V2,B,返回,28,氨气,29,一、氨气,2、物理性质：,无色、有刺激性气味的气体，易溶于水,3、化学性质：,大部分NH3与水结合成 NH3H2O,（1）与水反应：,注意：氨水的主要成份有哪些？,H2O、NH3 、 NH3H2O、 NH4+、 OH-、 H+,氨水与液态氨有何别？,氨水指氨气的水溶液，液氨指液态的氨气。,1、结构：,三角锥型，极性分子,30,【例1】如图所示：烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻震荡烧瓶，然后打开弹簧夹，烧杯中的液体呈喷泉状喷出，则a、b可能是： （ ）,A、a为NH3，b为H2O B、 a为CO2，b为浓NaOH溶液 C、a为Cl2，b为饱和NaCl溶液 D、a为N2，b为浓NaOH溶液,A B,喷泉实验注意事项？ 若无滴管,思考如何引发喷泉?,31,【5】相同状况下，在容积相同的三个烧瓶内分别充满干燥的NH3、HCl、NO2气体，然后按上述顺序分别用水作喷泉实验。实验结束后，烧瓶内三种溶液的物质的量浓度之比为 （ ） A3:3:2 B2:2:3 C1:1:1 D无法比较,C,拓展：喷泉问题有关浓度的计算,32,(2)NH3与酸反应生成铵盐,NH3 + HCl = NH4Cl （生成白烟）,2NH3+H2SO4 = (NH4)2SO4,(3) NH3与氧气的反应：,33,4、氨气的制法：,1、实验室制法：,（2）原理：,（3）装置：,铵盐（氯化铵）与消石灰固体混合加热,2NH4Cl +Ca(OH)2 CaCl2+2NH3 +2H2O,（1）药品：,34,5、收集：,只能用向下排空气法。,6、验满：,用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，也可用玻璃棒蘸有浓盐酸，靠近试管口。,7、注意：,a棉花的作用：,4、干燥：,常用碱石灰作干燥剂，不能用酸性干燥剂如浓H2SO4、P2O5等。,为防止气体对流，提高收集 氨气的速率和纯度；也可用来吸收尾气。,b不使用NaOH的原因：,是加热时NaOH碱性强，容易腐蚀试管。消石灰碱性相对弱，且比较疏松，氨气容易逸出。,c制取干燥氨气也不能用CaCl2作干燥剂：,原因是CaCl2和NH3加合生成CaCl28NH3。,d尾气不能排放到大气中的原因:,氨气有毒, 污染环境,35,浓氨水,生石灰,NaOH固体等,铵盐,消石灰,问题：,铵盐等分解,此外，还可以用Mg3N2与水反应制得,与实验室 用Na2O2或H2O2 制O2装置相同,与实验室 用KClO3制O2装置相同,返回,36,37,N23H2 2NH3（正反应放热）,2、工业制法：,10MPa30MPa,铁触媒,4000C 5000C,水、煤(石油、天然气、焦炉气、炼厂气）和空气,造气、净化、氨的合成与分离,（选修2P12）,哈伯波施法,38,NH4OH NH3H2O,结构：,离子键、共价键、配位键，属离子晶体,物理性质：,均为能溶于水的无色晶体。,NH4H2O NH3H2OH,注意硝酸铵固体溶于水热效应?,二、铵盐,39,不稳定酸的铵盐,NH4HCO3、(NH4)2CO3、(NH4)2SO3、NH4HSO3,挥发性酸的铵盐,氧化性酸的铵盐,（4）用途：,可作氮肥，制炸药，作焊药,40,硝酸,41,1.无色液体、有刺激性气味、与水互溶、易挥发,2.硝酸溶液的密度随其溶质质量分数的增大而增大。,一、硝酸的物理性质,42,浓硝酸、浓盐酸、浓硫酸物理性质对比,无色液体,无色油状液体,无色液体,刺激 性气味,无气味,刺激 性气味,易挥发,难挥发,易挥发,37,98,69,质量浓度减小,质量增大浓度减小,质量浓度减小,98%浓硝酸“发烟”的原因是什么？,“发烟”的原因是硝酸里放出的硝酸蒸气遇到空气里的水蒸气生成了微小的硝酸液滴的缘故。,43,二、硝酸的化学性质,注意：浓硝酸常呈黄色的原因是什么？如何消除黄色？,1、不稳定性,浓硝酸见光分解产生的NO2溶于硝酸中，可以通入O2,HNO3,棕色细口试剂瓶中，避光、低温保存，不能用橡皮塞。,见光要分解的药品：,联想：常见药品中，需要放在棕色瓶中的试剂有哪些?,浓HNO3 、AgNO3 、氯水、AgX、溴水等。,注意：浓硝酸如何保存？,44,2、强氧化性,a.几乎可和所有金属（除金、铂外）反应，并显示最高价（若铁过量则生成亚铁离子），反应时，硝酸显示强氧化性和酸性。,b、铁、铝遇冷浓HNO3发生钝化,C、浓硝酸一般被还原为NO2，稀硝酸被还原为NO，其本质是NO3在酸性条件下显示强氧化性。,（一）与金属反应,45,与浓HNO3反应时，非金属单质一般被氧化为高价氧化物或高价含氧酸，硝酸只显示强氧化性。,（二）与非金属反应,46,3、酸的通性,（1）与指示剂作用：,稀硝酸使蓝色石蕊试纸（液）变红； 浓硝酸使蓝色石蕊试纸（液）先变红后褪色。,（2）与活泼金属反应,但不产生H2。,（3）与碱和碱性氧化物反应：比较与CuO、FeO的反应。,（4）与盐反应： 比较与Na2CO3、Na2SO3 的反应,47,4、与有机物的反应,酯化反应：,与含有苯环结构的蛋白质作用，呈黄色。,颜色反应：,硝基苯,硝酸乙酯、硝化甘油、硝化纤维,硝化反应：,硝基苯、三硝基甲苯,48,小结：(1)硝酸表现强氧化性时的反应规律：,Zn、Mg等与适当浓度的硝酸反应时，还原产物可能为 、 或更低价态的产物如 。,与金属反应无 生成。,浓硝酸还原产物一般是 ， 而稀硝酸的还原产物一般是 。,硝酸越浓，氧化性 。,铁、铝能与稀硝酸反应，在冷的浓硝酸中易被 ，但加热后能 。,H2,NO2,NO,越强,钝化,剧烈反应,N2O,N2,硝酸铵,49,(2)NO3与还原性较强的离子(Fe2+、SO32-、I、S2)和单质Cu等在中性或碱性条件下能共存，但当溶液调节到一定酸度时，就能发生氧化还原反应。,Pt、Au不溶于硝酸，但溶于王水,注意与ClO 、MnO4离子的区别！,50,强氧化性,NO,N2,NO2,HNO3,NH3,Mg3N2,N2O4,NaNO3 + NaNO2,NH3.H2O,与水反应,与酸反应,铵盐：NH4Cl、NH4NO3、(NH4)2SO4、NH4HCO3等,Cl2、金属氧化物、氮的氧化物,氨的催化氧化,与弱碱阳离子反应,弱碱（与Ag+反应生成银氨溶液）,氮及其化全合物之间的转化关系,分解,与碱反应,水解,酸性,不稳定性,与非金属反应,与其它还原性物质反应,与 金 属 反 应,与有机物反应,返回,51,13下列关于氮族元素叙述正确的是( ) A包括N、P、As、Sb、Bi五种非金属元素 B单质熔沸点随原子序数增大而升高 C最高正价与最低负价绝对值之差为2 D稳定性：AsH3PH3NH3,C,52,14已知Bi是原子序数最大的氮族元素，推测Bi的化合物最不可能具有的性质是 （ ） A.BiH3很稳定 B.Bi(OH)3显弱碱性 C.铋酸酸性比锑酸酸性强 D.由反应2Mn2+5BiO3+14H+=2MnO4+5Bi3+7H2O 可知：化合价为+5价的铋酸盐是强氧化剂。,AC,53,磷及其化合物,54,1、氮族元素相似性和递变规律,第A族,最外层都是5个电子,随着核电荷数的递增，电子层数和原子半径都逐渐增大,55,N：-3、+1、+2、+3、+4、+5 P、 As ：3、+3、+5 Sb、Bi： +3、+5（无负价）,逐渐减弱,逐渐增强,逐渐减弱,非金属性渐弱，金属性渐强,56,2、磷的性质,（1）白磷和红磷的比较,P4正四面体型，分子晶体,结构复杂，分子晶体,白色或淡黄色固体,红 棕色粉未,不溶于水，易溶于CS2,不溶于水，也不溶于CS2,剧毒,无毒,40，易自燃,240，可燃,少量保存在水中,密闭保存,57,注意：红磷的结构至今仍未弄清楚。有人认为，红磷分子是四面体结构的P4分子断裂开1个键之后连接起来而形成的长链状巨大分子。其可能结构如图： 白磷的毒性很大，致死量为60mg100mg。红磷的毒性很小，但因其往往含有1%左右的白磷，所以也能引起中毒。有毒的磷的无机化合物主要是磷化氢，它是无色、有恶臭的剧毒气体，三氯化磷、磷的氧化物、偏磷酸都有毒性。磷急性中毒主要损伤肠胃和肝脏。,58,思考在小试管中加入冷水，套在稍大的盛有红磷的试管中，加热大试管。取出小试管，试管底部物质自动燃烧，请解释现象。,红磷在隔绝空气情况下加热到416升华，在小试管底度部受冷凝结成白磷。,白磷在空气中自燃。,59,（2）磷的化学性质,五氧化二磷吸水：,P2O5吸湿性强，可用作 。,（白烟）,（白色烟雾）,P2O5+3H2O = 2H3PO4,干燥剂,60,例3红磷、白磷化学性质比N2活泼是由（ ） A磷元素比氮元素非金属性强 B磷元素比氮原子易获电子 C磷分子中磷原子间化学键的强度比氮分子中 氮原子间化学键的强度小 D磷分子间的作用力比氮分子间的作用力小,C,61,例4氢碘酸易被空气中的O2氧化为I2，I2在水溶液中可与红磷反应生成PI3，PI3水解生成HI和H3PO3。 写出氢碘酸氧化变质的离子方程式： ； 在配制的氢碘酸溶液中，加入少量的红磷，在置露空气的过程中，若溶液的体积不变，则配制溶液中氢碘酸的物质的量浓度 （填“增大”“减小”或“不变”），写出加入红磷后可能发生反应的化学方程式： 。,4H+4I+O22I2+2H2O,不变,2P+3I2=2PI3 、 PI3+3H2O3HI+H3PO3,62,3、磷酸的性质,纯净的磷酸是无色晶体 有吸湿性，能跟水以任意比例混溶 浓H3PO4为无色黏稠液体，(83%98%） 较稳定，不挥发,（1）磷酸物理性质,63,磷酸是中强酸，跟碱反应可生成：,（2）化学性质,写出H3PO4和NaOH、Ca(OH)2反应的方程式。,正盐、一氢盐、二氢盐,64,例5已知磷酸分子中的三个氢原子都可以跟重水分子（D2O）中的D原子发生氢交换。又知次磷酸（H3PO2）也可跟D2O进行氢交换，但次磷酸钠（aH2PO2）却不能再跟D2O发生氢交换。由此可推出H3PO2的分子结构是 （ ）,A,B,C,D,B,65,例6亚磷酸（H3PO3）是一种无色晶体，有大蒜气味和强吸湿性。 在亚磷酸溶液中加入过量的NaOH溶液，生成的主要产物是Na2HPO3，这一实验事实证明亚磷酸是 元酸，试写出它的电离方程式： 在亚磷酸溶液中加入AgNO3溶液后，有黑色沉淀和无色气体生成，试管口有红棕色气体产生。写出反应的化学方程式： 。,H3PO3 H2PO3 H,H2PO3 HPO32H,AgNO32H3PO3AgNO2H3PO4,二,66,小结磷酸与硝酸的比较,无色晶体，难挥发（吸湿性）,无色液体，易挥发（发烟）,三元中强酸，不易分解，不具有强氧化性,一元强酸，不稳定，易分解，具有强氧化性,67,所有的磷酸二氢盐 水，而磷酸氢盐和磷酸盐中能溶的只有 。 磷肥是三种重要的农业用肥之一。 而农作物能吸收是可溶性的磷酸盐。 常用的磷肥有 , 。,4磷酸盐,都溶于,钾、钠和铵盐,过磷酸钙（普钙）,和磷酸二氢钙（重钙）。,68,它们的工业制法为：,Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 = Ca(H2PO4 ) 2 + 2CaSO4,制过磷酸钙 （又叫普钙）,制重过磷酸钙（又叫重钙）,Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 = 3Ca(H2PO4 ) 2,69,总结知识网络,70,白磷可用于制造 ，,5.磷的存在和用途：,都可用来制纯度较高 ，,红磷可用于制 。,磷酸,燃烧弹和烟幕弹,农药、安全火柴,存在：自然界中，没有 的磷存在，主要以 形式存在于矿石中。,游离态,磷酸盐,用途：,71,红磷（40%以上，发火剂） 三硫化二锑 （助燃剂） 石英砂（摩擦剂）,氯酸钾 （氧化剂） 二氧化锰 （催化剂） 硫 （燃烧剂）,摩擦生热,红磷发火,氯酸钾分解放氧,硫燃烧,引燃火柴杆,安全火柴,了解,火柴盒侧面：,火柴头：,72,