3-1-4氮族(1)
第十六章氮族元素课后习题参考答案
第十六章氮族元素课后习题参考答案1解：（1）由于N的原子半径太小，其平均负电密度（电子云带负电）大，则N与N原子之间斥力增大使得N-N键键长增长，键能减小而小于P-P键。
形成三键时，因N原子半径小，则两个N原子的P轨道肩并肩重叠比磷原子的更有效，所以N≡N三键键能高于P≡P三键。
（2）由于N原子半径小，且最外层只有四条价轨道，最多只能形成四个共价键，所以无五卤化物存在。
（3）根据分子轨道理论，NO分子最后一个电子填充在反键的π*2py轨道上，其轨道能量相对较高，比较容易失去电子，第一电离能小。
而N原子的结构为1s22s22p3，属于半满状态，失去电子会较困难，所以第一电离能就较高。
2解：(1)把混合气体通过装有P2O5的干燥器（或浓H2SO4），则NH3会被吸收而得到纯氮气；而把混合气体通过装有CaO(或KOH)的干燥器，(但不能使用CaCl2)则可除去水气而得到干燥的氨气。
(2)为除去NO中微量的NO2，可把该气体通过水（或者碱液），则NO2被吸收，然后再通过浓H2SO4，则可获得干燥的NO气体；为除去N2O中少量的NO，可把该气体通过FeSO4溶液，则NO可被吸收除去。
3解：由反应：NH3 + H2O == NH4+ + OH-说明NH3与H+结合的能力强于H2O。
对于反应：HAc + H2O == H3O+ + Ac-（2）HAc + NH3 == NH4+ + Ac-（3）因NH3与H+结合的能力强，所以反应3更易向右进行，使得HAc完全解离成为强酸。
而H2O结合H+的能力弱，所以HAc在水中只部分解离成为弱酸。
4解：碱性大小排序为: NH3 > N2H4 > NH2OH > HN3它们均为路易斯碱，则孤对电子越容易被提供出去，碱性就越强。
二这主要由两个方面产生影响。
一是配位原子的负电性越高，则越易提供孤对电子，另一个是空间位阻因素。
如果孤对电子周围空间阻碍越大，则越难提供电子。
高考化学：氮族元素基础知识
第八章氮族元素一、氮族元素：1、氮族元素在周期表中，位于（碳）族元素和（氧）族元素之间的第（ⅤA）族元素，也是（主）族元素，包括（N、P、As、Sb、Bi）等（五）种元素。
随着核电和数的递增，原子的电子层数（增加），原子半径逐渐增大，在化学反应中得电子能力逐渐（减小），失电子能力逐渐（增强），非金属性逐渐（减弱），金属性逐渐（增强），其中（N、P）表现出较明显的非金属性，（As）虽为非金属，但已具有一些金属性，而（铋）已具有明显的金属性。
2、下列各项比较中由强到弱的顺序是：NH3、PH3、AsH3的稳定性（减弱），还原性（增强）；HNO3、H3PO4、H3AsO4的酸性（依次减弱）3、氮气的分子式（N2），电子式（），结构式（），键能（）（填大或小），大气中氮气占体积百分比为（78％）。
因为氮气的（化学性质不活泼），因此可用作保护气，如（焊接2NH3）金属、充入灯泡、保鲜粮食水果）等，人工固氮的化学方程式为（N2+3H2 催化剂加热这一反应的那些方面说明了氮气的稳定性（加热、催化剂、反应为可逆的）。
自然界什么现象可起氮的固定作用（雷雨），方程式为（N2+O2=2NO），什么植物有固氮能力（豆科植物）4、磷元素常见的单质有（白磷）和（红磷），其中不溶于水可溶于CS2的是（白磷），分子式为（P4），分子空间构型是（正四面体），键角是（60°），颜色和状态是（白色蜡状固体），晶型是（分子晶体），毒性（剧毒），着火点是（40°），少量保存在（水）中，大量（密封）保存，它与另一种单质之间的转化条件是（白磷红磷）5、完成下列方程式：N2+O2=2NO 4P+5O2=2P2O5N2+3H2=2NH3N2+3Mg=Mg3N22P+3Cl2 (不足) =2PCl32P+5Cl2（足量）=2PCl52NO+O2=2NO3NO2+H2O=2HNO3+NO P2O5+H2O（冷）＝2HPO3（偏磷酸有剧毒）P2O5+3H2O（热）＝2H3PO4P+5HNO3（浓）△H3PO4+5NO2+H2O2P+5H2SO4（浓）=2H3PO4+5SO2+2H2O 4NO2+O2+2H2O=4HNO34NO+3O2+2H2O=4HNO3NO+NO2+H2O+O2=2HNO3Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+AgOH+2NH3·H2O=〔Ag(NH3)2〕+ +OH－+2H2O二、氨、铵盐：1、氨的分子式：（NH3），电子式（），结构式（），N与H之间是（极性）键，分子空间构型是（三角锥）型，分子（有）极性，氨分子之间可形成（氢）键，这使分子间作用力增强而（易）液化，液化后叫（液）氨，它属于（纯净）物。
无机化学课件氮族元素
(iii) 王水的氧化性：浓HNO3：浓HCl为3：1 叫做 王水，它的氧化性比硝酸更强，可溶解金、铂等不活 泼金属（实际上是多种氧化剂+配位剂Clˉ在起作用）
D.硝化反应—— 与有机化合物发生反应，生成 硝基化合物(RNO2).
硝酸盐NO3ˉ: (i) 结构: 正三角形，sp2杂化，有个大π36键
盐溶液显酸性（水解） 与碱溶液的反应：
NH4+ + OH- == NH3 + H2O
(iii) NH4+ 的鉴别： A. 若NH4+量多，可用加强碱加热，用湿润的蓝 色石蕊试纸（变兰）检验气体；
B. 若NH4+量少，加Nessler试剂(K2[HgI4]的KOH 溶液)检验（通常为红棕色）
NH4+ + [HgI4]2- + OH-
白磷、红磷的物理性质
白磷
红磷
色、态
白色蜡状
红棕色粉末
溶解性 毒性
着火点
不溶于水，溶于CS2 剧毒
40℃ , 易自燃
不溶于水和CS2 无毒 240℃
保存 用途 分子结构
相互转化
密封，保存于冷水中
密封，防止吸湿
制高纯度磷酸
制安全火柴、火药
P4 正四面体 键角60°
结构复杂
白磷
隔绝空气加热到260℃ 红磷
氨气的化学性质：
可发生三类反应：
A. 加合反应：NH3作为一种典型的Lewis碱，可与许多 金属离子(如Ag+、Cu2+、Co3+、Ni2+)形成配合物；与某些盐 晶体加合(如8NH3+CaCl2 → CaCl2·8NH3 )
B. 取代反应：NH3中的氢可被活泼的金属取代生成氨 基化合物(－NH2)和氢气。
氮族元素知识点归纳
氮族元素【知识归纳】 一．氮族元素概况1.概况：N 2是一种无色无味的气体，密度比空气略小，不溶于水。
分子结构式为__ N ≡N ，该化学键很牢固，键能很大，难以破坏，所以通常情况下氮气性质__很稳定 。
2.化学性质：(1)工业合成氨的反应方程式：(2)高温或闪电时与O 2的反应的反应方程式：________________________ (3)点燃时与金属Mg(或Ca, Sr, Ba)的反应方程式：___________________以上反应均为__氮的固定，即将空气中_游离_态的氮气转化为化合态的氮。
三．氮的氧化物：N 2O 、（笑气 麻醉剂）NO 、N 2O 3、NO 2、N 2O 4、N 2O 5注意：N 2O 3是 HNO 2 酸酐；N 2O 5是 HNO 3 酸酐。
其它的氧化物都不是酸酐。
N 2 + 3H 22N H 3N 2+O 2 2NO高温或闪电3M g +N 2M g 3N 2点燃)3Cu(NO注意：2NO 2N2O4（通常情况下NO2气体不是纯净物）2.如何鉴别一瓶红棕色气体是二氧化氮或溴蒸气？（找出尽可能多的方法）①AgNO3 ：加入少量硝酸银溶液振荡，若有浅黄色沉淀生成，是溴蒸气，若无浅黄色沉淀生成，是二氧化氮。
（二者的共同现象是红棕色消失）② H2O：加入少量的水后振荡，若红棕色消失，是二氧化氮，若红棕色不消失，是溴蒸气。
③CCl4：加入少量CCl4后振荡，若红棕色消失且CCl4由无色变为橙红色，是溴蒸气。
若红棕色不消失，是二氧化氮。
④降温：冷凝成红棕色液体的是溴蒸气，颜色变浅的是NO2。
不能用湿润的淀粉—KI试纸鉴别二者四．氨气1．概况：氨是一种无色，有刺激性气味的气体，易液化形成液氨，极易溶于水，2．性质：(1)氨水显弱碱性，在溶液中存在如下转化(方程式表示) NH3+H2O NH3·H2O NH4+ +OH—。
氨水密度小于水的密度，所以氨水的浓度越大，密度越小。
1到12族元素-概述说明以及解释
1到12族元素-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：元素是构成物质的基本组成单位，根据元素在周期表中的位置不同，可以分为不同的族。
本文将重点介绍1到12族元素，这些元素在化学性质上具有一定的相似性。
1到12族元素分别是氢、碱金属、碱土金属、硼族、碳族、氮族、氧族、氟族、稀有气体、过渡金属、镧系元素和锕系元素。
通过对这些族元素的了解，可以帮助我们更深入地理解元素之间的关系，预测它们的化学性质，以及应用它们在各种领域中的重要性。
本文将对1到12族元素的性质、用途以及未来研究方向进行综述，为读者提供更全面的知识。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下:文章结构部分将重点介绍本文的组织结构和内容安排。
本文将分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，将对1到12族元素进行概述，并介绍本文的目的和结构。
接着，在正文部分将详细探讨1到4族元素、5到8族元素和9到12族元素的特点和性质。
最后，在结论部分将总结1到12族元素的特点，并提出未来可能的研究方向和结论。
通过以上结构安排，读者将能够系统全面地了解1到12族元素的相关信息，同时也能为今后的研究和探讨提供一定的参考依据。
1.3 目的：本文旨在系统地介绍1到12族元素的特点和性质，帮助读者全面了解这些元素在化学和物理方面的表现。
通过对这些元素进行分类和比较，我们可以更好地理解它们在元素周期表中的位置以及它们之间的关系。
同时，通过对不同族元素的性质和行为进行探讨，我们还可以更深入地探讨元素周期表的规律性和周期性。
最终，我们希望读者能够通过本文对1到12族元素有一个清晰的认识，为进一步研究和应用这些元素打下基础。
2.正文2.1 1到4族元素1到4族元素是元素周期表中的第一至第四主族元素，它们包括氢（H）、锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）、钫（Fr）、铍（Be）、镓（Ga）、铟（In）、铊（Tl）、硼（B）、铝（Al）、镧（La）等元素。
氮族元素知识点复习
工业上合成氨条件的选择依据
分析角度 反应条件 增大合成氨的 化学反应速率 使化学平衡向 正反应方向移动 适宜条件选择
压强 温度 催化剂 浓度
高压 高温 使用 增大反应 物浓度
高压 低温 不影响
增大廉价反应 物浓度或减少 生成物浓度
高压
10MPa~30MPa
适宜温度 500℃左右 使用 铁触媒
氨液化、补氮 氢、原料气循环
一、氮族元素： 在周期表中位置：第ⅤA 族） 氮族元素： 在周期表中位置： （
相似性
7N 15P 33As 51Sb 83Bi
递变性
原子结构 单质物性 化学性质
1、最外层都有5个 、最外层都有 个 电子， 电子，化合价主要 有-3、+3和+5 、 和 2、气态氢化物的 、 通式： 通式：RH3 3、最 价 化物 、 的 化物通式 HRO3 H3RO4
速减小。 速减小。
(4)如果只提供图2的装置， (4)如果只提供图 的装置， 如果只提供图2 请说明引发喷泉的方法。 请说明引发喷泉的方法。
打开夹子，用手（或热毛巾等） 打开夹子，用手（或热毛巾等） 将烧瓶捂热， 将烧瓶捂热，氨 气受热膨胀， 气受热膨胀，赶出玻璃导管内的 空气，氨气与水接触， 空气，氨气与水接触，即发生喷 泉。
(c) 若酸有氧化性分解出来的 酸有氧化性分解出来的NH3会立即被氧 化成N 或其他氧化物。 化成 2或其他氧化物。
NH 4 NO 2 ∆ N 2 (g) + 2H 2 O → (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 ∆ N 2 (g) + Cr 2 O 3 (s) + 4H 2 O → 5NH 4 NO 3 240→ 4 N 2 + 2HNO 3 + 9H 2 O ° C NH 4 NO 3 → N 2 O + 2H 2 O
高中化学-氮族元素知识点总结+练习
氮族元素一、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)相似性：①最外层电子数均为5个；②主要化合价：氮有－3、+1、+2、+3、+4、+5价；磷和砷有－3、+3、+5价；锑、铋有+3、+5价．(2)递变规律：按氮、磷、砷、锑、铋的顺序，随着核电荷数的增加，电子层数增多，原子半径增大，失电子能力增强，得电子能力减弱，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（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N 2 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可缺少的元素．(2)氮气的物理性质：纯净的氮气是无色气体，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(N 2)的电子式为，结构式为N ≡N ．由于N 2分子中的N ≡N 键很牢固，所以通常情况下，氮气的化学性质稳定、不活泼． (4)氮气的化学性质： ①N 2与H 2化合生成NH 3 N 2 +3H 22NH 3（该反应是一个可逆反应，是工业合成氨的原理．） ②N 2与O 2化合生成NO ： N 2 + O 22NO （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①合成氨，制硝酸；②代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化； ⑧在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发； ④保存粮食、水果等食品，以防止腐烂；⑤医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术； ⑥利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能． 2.NO 、NO 2性质的比较(1)电闪雷鸣时：N 2+O 22NO(2) 2NO + O 2= 2NO 2(3)下雨时：3NO 2 + H 2O ＝2HNO 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收的硝酸盐．4.光化学烟雾：NO 、NO 2有毒，是大气的污染物．空气中的NO 、NO 2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．NO 2在紫外线照射下，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，NO 2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： ①与O 2反应： 4P+5O 22P 2O 5②磷在C12中燃烧： 2P+3C12(不足量) 2PCl 3 2P+5Cl 2(足量)2PCl 52.磷的同素异形体——白磷与红磷240℃白磷、红磷在空气中燃烧，都生成白色的P 2O 5白磷与红磷燃烧都生成素形成的单质红磷证明白磷与红磷所含元素相同——互为同素异形体密封保存，防止吸湿切削白磷应在水中进行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)．P 2O 5是酸性氧化物，与水反应：P 2O 5+3H 2O 2H 3PO 4(2)磷酸的性质、用途：磷酸(H 3PO 4)是一种中等强度的三元酸，具有酸的通性．磷酸主要用于制造磷肥，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222P22NH22PH二．铵盐1.氨(1)氨的物理性质：①氨是无色、有刺激性气味的气体，比空气轻；②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．液态氨气化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧下降；③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，氨气可进行喷泉实验)；④氨对人的眼、鼻、喉等粘膜有刺激作用．若不慎接触过多的氨而出现病症，要及时吸入新鲜空气和水蒸气，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：①跟水反应．氨气溶于水时(氨气的水溶液叫氨水)，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－：NH3 + H23·H24＋+ OH－a．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(是一种特殊情况)．NH3·H2O不稳定，故加热氨水时有氨气逸出：NH4＋+ OH－NH3↑+ H2Ob．氨水的组成：氨水是混合物(液氨是纯净物)，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．氨水的保存方法：氨水对许多金属有腐蚀作用，所以不能用金属容器盛装氨水．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．有关氨水浓度的计算：氨水虽然大部分以NH3·H2O形式存在，但计算时仍以NH3作溶质．②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．③跟氧气反应： 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O说明：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：①是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱的原料；②是有机合成工业如合成纤维、塑料、染料、尿素等的常用原料；③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．(1)铵盐的化学性质：①受热分解．固态铵盐受热都易分解．根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况：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，则加热时酸与氨气同时挥发，冷却时又重新化合生成铵盐。
氮族元素知识点归纳
氮族元素知识点归纳氮族元素是周期表中的第15族元素，包括氮（N）、磷（P）、砷（As）、锑（Sb）和钋（Bi）。
以下是氮族元素的一些重要知识点的归纳：1.原子性质：-原子结构：氮族元素的原子核外层电子数为5个，包括3个p电子和2个s电子。
氮族元素的原子半径随着周期数的增加而增加，同时电子层数也增加。
-电离能：氮族元素的电离能随着周期数的增加而增加，原子核对外层电子的吸引力增强。
-电负性：氮族元素的电负性随着周期数的增加而增加，原子核向外层电子施加的吸引力增强。
-氧化态：氮族元素通常呈-3氧化态，但也能呈现其他氧化态，如氮的氧化态为-1到+5，磷的氧化态为-3到+5-化合价：氮族元素的化合价通常为3、52.物理性质：-氮：无色、无臭、味道也基本无味，为一个非金属气体。
它是空气中的主要成分之一，占据了输配器中的78%。
-磷：红色或白色固体，存在多种同素异形体，包括白磷、红磷和黑磷。
白磷具有毒性，易自燃，红磷为不活泼的固体，黑磷则为金属光泽的固体。
-砷：银灰色金属外观，有毒。
它有多个形态，包括黄砷（三角形晶体）、白砷（金属光泽）、黑砷和金砷（金属光泽）。
-锑：银白色，有金属光泽，是一种脆性材料。
它在空气中稳定，在酸中溶解度较高。
-钋：银白色金属外观，有较高毒性。
它是地壳中最不多见的元素之一3.化学性质：-反应活性：氮族元素的反应活性随周期数的增加而增加。
氮气稳定且不易反应，磷在空气中燃烧，而砷、锑和钋则会与氧反应。
-氮与氢气反应生成氨气（NH3），这是合成肥料和化学品的主要工艺。
-磷可与氧气反应生成五氧化二磷（P2O5），用作化学品和肥料的原料。
-砷常与卤素形成盐类，如三氯化砷（AsCl3）和五氯化砷（AsCl5）。
-锑的化合物通常具有还原性，可以与氯气反应生成三氯化锑（SbCl3）。
-钋具有高放射性，其化合物主要用于放射疗法和核科学研究。
4.应用：-氮：氮气广泛用于制造氨气，用作农业肥料和化学品的原料。
无机化学-氮族元素
对比: 稀酸介质中, NO3-无此反应(不氧化I-), 说明 氧化性NO3- ＜ NO2-.
NO2- + Fe2+ + 2H+ = NO + Fe3+ + H2O HNO2还原性： 5NO2- + 2KMnO4 + 6H+ = 5NO3- + 2Mn2+ + 3H2O
•亚硝酸盐
制备：碱吸收法
NO2 NO NaOH 2NaNO2 H2O
挥发性非氧化性酸铵盐
NH4 Cl NH3 (g) HCl(g) (NH4 ) 2 CO 3 2 NH3 (g) CO 2 (g) H 2 O(g) NH4 HCO3 NH3 (g) CO 2 (g) H 2 O(g) 非挥发性，非氧化性酸铵盐
性质：① 绝大部分无色, 易溶于水, (AgNO2浅黄色不溶) 极毒是致癌物
② 氧化还原性 主
2 NO2 2 I - 4 H 2 NO I 2 2 H 2O NO2 Fe2 2 H NO Fe3 H 2O
5NO2 2MnO4 6H 5NO3 2Mn 2 3H2O
2NH4 Cl Ca(OH)2 CaCl 2 2H2 O 2NH3 (g)
工业：N50~500C 30MPaFe
目前研究: 等离子技术合成氨
N2+ 解离、吸附 2N(a) 表面反应 NH3 解离、吸附 + H2 等离子体 H2 2H(a) N2 微波
(NH4 ) 3 PO4 3NH3 (g) H 3 PO4 (NH4 ) 2 SO 4 NH3 (g) NH 4 HSO 4
氧化性酸铵盐
氮族元素知识点整理
氮族元素，第V主族：元素符号核电荷数电子层结构原子半径pm 主要化合价氮N 7 2 5 70 -3、+1、+2、+3、+4、+5 磷P 15 2 8 5 110 -3、+3、+5砷As 33 2 8 18 5 121 -3、+3、+5锑Sb 51 2 8 18 18 5 141 +3、+5铋Bi 83 2 8 18 32 18 5 152 +3、+5【最外层电子排布、元素化合价共同点】∵最外层电子都有5个，∴最高价+5，最低价-3∴最高价氧化物R2O5，气态氢化物RH3【原子半径、金属性、非金属性的递变规律】∵原子半径随着电子层数的增加而增大，得电子能力减弱→非金属性减弱失电子能力增强→金属性增强氮、磷：较显著的非金属性砷：较弱的金属性和非金属性锑、铋：较显著的金属性氮族元素的非金属性比同周期的氧族和卤族元素弱氮气N2一、氮元素的存在：单质：氮气，占大气体积的78%，总质量的75%化合物：无机物（硝酸盐、铵盐、氮的氧化物）有机物（蛋白质、核酸）二、物理性质：无色、无味、气体标况下，密度=1.25g/L（比空气略小，但相近，只能用排水法收集）沸点：-195.8℃无色液体（液氮）难液化熔点：-209.86℃雪状固体难溶于水（1：0.02）三、氮分子的结构：分子式：N2电子式：结构式：用元素符号和短线来表示分子中原子结合的式子（一根短线表示一对共用电子，即共价键）氮分子的结构很稳定，破坏分子中的共价键需要很大的能量通常情况下，N 2的化学性质很不活泼，很难跟其他物质发生化学反应一定条件下（高温、放电），获得足够能量，能跟H 2、O 2、金属等反应四、化学性质：1、与H 2反应：N 2+ 3H 2 2NH 3 + Q （工业合成氨）【注】反应要加热，不一定是吸热反应2、与O 2反应：NO 2O N 22−−→−+放电 (无色、有毒、不溶于水)3、与金属反应：高温时，N 2能跟钾、钠、镁、钙、锶、钡等金属化合 -3232N Mg N Mg 3−−→−+高温 （式量100：CaCO 3、KHCO 3）氮化镁、灰色【镁在空气中燃烧】232N Mg N Mg 3−−→−+高温 （微量）MgO 2O Mg 22−−→−+点燃 （主要产物，因O 2比N 2活泼）C MgO 2CO Mg 22+−→−+△【氮化镁遇水】↑+↓−→−+32223NH 2OH Mg 3O H 6N Mg ）（（非氧化还原）五、用途1、 利亚N 2的稳定性（化学性质不活泼）：代替稀有气体作焊接金属时的保护气充填灯泡，防止钨丝氧化，减慢钨丝的挥发 充氮包装，食品保鲜高温高压 催化剂2、 利用液氮的低温：深度冷冻物质提供超导材料的工作环境 保存待移植的活性器官 冷冻麻醉开刀3、 利用一定条件下的反应：合成氨、制硝酸、氮肥、炸药、塑料、药品、染料等六、氮的固定（固氮）【定义】把大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程1、生物固氮豆科植物根部的根瘤菌中存在固氮酶，能把空气中游离的氨变成氨（铵态氮肥）2、大气固氮——“雷电发庄稼”闪电时，大气中的氮转化为氮的氧化物，经降水生成极稀的硝酸（硝态氮肥）NO 2O N 22−−→−+放电 22NO 2O NO 2−→−+NO HNO 2O H NO 3322+−→−+3、工业固氮——“先合成氨，再生产各种化肥”N 2 + 3H 22NH 3固氮途径自然固氮 人工固氮 生物固氮 大气固氮 化学模拟生物固氮 工业固氮 高温高压 催化剂氨NH 3一、氨分子的结构：氮的气态氢化物 分子式：NH 3电子式：N HH H结构式：N HH H分子空间构型：三角锥形氮原子位于锥顶，3个氢原子位于锥底，键角107°18′，极性分子二、物理性质：1、无色、刺激性气味、气体2、比空气轻，标况下，密度=0.771g/L3、极易溶于水（1:700），形成氨水难溶 不易溶 能（可）溶 易溶 极易溶 H 2、CON 2＜O 2CO 2 1:1Cl 2 1:2 H 2S 1:2.6SO 2 1:40HCl 1:500 NH 3 1:700【喷泉实验】视频现象：气体体积迅速减小，烧杯里的酚酞溶液由玻璃管喷入烧瓶，形成红色喷泉 结论：① 氨气极易溶于水 ② 氨水溶液呈碱性原理：气体能被胶头滴管中挤出的少量液体快速吸收，使烧瓶内气体压强远远低于外界大气压关键：① 烧瓶、预先吸液的滴管、长直玻璃管外部都要干燥 ② 气体要充满圆底烧瓶③ 装置气密性好，不漏气，止水夹要夹紧 烧瓶中气体 Cl 2 CO 2 H 2S NO 2+NO HCl 滴管中液体浓NaOH浓NaOH浓NaOH浓NaOHH 2O4、易液化，成无色液体，放出大量的热（常温冷却到-33.5℃、常温加压到700-800kPa ） （易液化的气体还有：Cl 2、SO 2、HF ）液氨气化时要吸收大量热，能使周围温度剧降——制冷剂三、化学性质： 1、与水反应：NH 3 + H 2O NH 3·H 2O NH 4+ + OH -化学平衡 电离平衡【氨水中有6种微粒，3分3离】NH 3、H 2O 、NH 3·H 2ONH 4+、OH -、H +（极少量）【氨水与液氨的区别】液氨是纯净物，只有NH 3分子氨水是混合物，含6种微粒【氨水的性质】弱碱性：氨气本身不显碱性弱电解质溶液：电解质是NH 3·H 2O不稳定性：O H NH O H NH 2323+↑−→−⋅△刺激性气味：游离的氨分子挥发性：NH 3易挥发（浓氨水瓶口有白雾） 保存：密封、阴暗处密度小于纯水，越浓密度越小（28%，密度=0.91g/cm 3） 同酒精 计算氨水的浓度，以NH 3计算沉淀性：很好的沉淀剂，制取Al(OH)3、Fe(OH)3弱还原性：O H 8N Cl NH 6O H NH 8Cl 3224232++−→−⋅+ 离子方程式书写：① 反应物， 写化学式② 生成物：浓溶液+加热——NH 3↑+H 2O 稀溶液+不加热——化学式 2、与酸反应：视频Cl NH HCl NH 43−→−+ 白烟（挥发出的氨跟氯化氢化合生成的微小的氯化铵晶体）3433NO NH HNO NH −→−+ 硝铵 白烟424423S O NH S O H 2NH ）（−→−+ 硫胺 无白烟 34223HCO NH O H CO NH −→−++ 碳铵 无白烟【注】NH 3与挥发性酸反应生成铵盐，有白烟 【氨跟强酸溶液反应的本质】++−→−+43NH H NH3、与氧气反应：（最低价，具有还原性）（Pt 、Cr 2O 3）Q O H 6NO 4O 5NH 4223++→+催化剂△ 氨的催化氧化（接触氧化），工业制硝酸的基础【现象】 ① 虽然停止加热，催化剂仍能保持红热② 圆底烧瓶内出现红棕色气体 22NO 2O NO 2−→−+ ③ 紫色石蕊溶液变红 NO HNO 2O H NO 3322+−→−+ ④ 烧瓶内有时会看到白色烟雾 3433NO NH HNO NH −→−+ ⑤ 圆底烧瓶内红棕色不明显 322HNO 4O H 2O 3NO 4−→−++4、与其他氧化剂反应：Cl NH 6N NH 8Cl 34232+−→−+ 氨气过量 ——工厂检验氯气 HCl 6N NH 2Cl 3232+−→−+ 氯气过量O H 3N Cu 3NH 2CuO 3223++−→−+△H 2O 2、KMnO 4 均可氧化NH 3四、制法1、自然界：动植物体内的蛋白质腐败产生2、工业制法： 原理： N 2 + 3H 2 2NH 3 【注】可逆反应，得到的产品是3者的混合物，利用NH 3易液化的特点将其分离后，N 2和H 2可循环使用N 2：蒸馏液态空气H 2：焦炭与高温水蒸气反应 22H CO O H C +−−→−+高温222H CO O H CO +−−→−+高温3、实验室制法：、1） 固态铵盐与固体强碱加热【原料】常用消石灰，不用烧碱：① 在加热条件下烧碱对玻璃的腐蚀作用更强，试管易碎裂 ② 烧碱价格昂贵【原理】 O H 2NH 2CaCl OH Ca Cl NH 223224+↑+−→−+△）（ 强碱制弱碱【装置】固固加热，同O 2【干燥】碱石灰——干燥管、U 型管（不能用浓硫酸、无水氯化钙 CaCl 2·8NH 3）【收集】只能用向下排空气（集气试管口棉花作用：防止气体对流，有利于集满） 【检验】① 湿润的红色石蕊试纸，变蓝高温高压 催化剂② 把气体通入酚酞试液，试液变红氨气是中学化学唯一的碱性气体③ 蘸有浓盐酸的玻璃棒，白烟【验满】① 湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口，变蓝 ② 蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口，白烟 【尾气】用水浸湿的棉花团2）在生石灰（或固体烧碱）中加入浓氨水生石灰（或固体烧碱）遇到浓氨水放出大量热，使一水合氨分解。
氮族元素复习
第一章氮族元素第一部分基础知识回顾一、氮和磷：1、元素的性质取决于。
氮的原子半径，吸收电子的能力，故表现出较强的性，所以可以说氮元素是一种较的非金属元素。
氮气的稳定性取决于。
氮分子是由个氮原子结合而成的，氮分子中有键，当参加化学反应时，必须打开或破坏分子中的键，这就需吸收很高的能量。
因此在通常情况下，N2氮气的性质，很难跟其它物质发生化学反应。
只有在条件下，才能与、、等物质发生化学反应，其化学方程式分别为。
它们都属于氮的（这是指氮元素从变为） 2、（1）氮族元素包括五种元素，在周期表中位于第族。
（2）氮族元素的最外层电子数均为个，原子半径随着核核电荷数的增大而。
它们在原子结构上的异决定了性质的。
（3）相似性（原子最外层电子数均为个）：①大部分是金属。
②最高正价为价。
③在气态氢化物中，都显价，化学式为。
④最高价氧化物的水化物的化学式为：或。
（4）递变性（原子半径从到），①随着原子序数增大，非金属由到。
（N、P、As、Sb、Bi）的单质从非金属过渡到金属），尤其Sb、Bi已是明显的金属元素。
②最高价氧化物对应水化物的酸性：③气态氢化物的稳定性：④氧化性逐渐，还原性逐渐。
如：氧化性，还原性。
3、许多非金属元素的单质存在同素异形现象，比如氧有；硫有；碳有；磷有等。
同素异形体之间在一定条件下是可以相互转化的。
比如，。
同素异形体之间的转化属于变化。
同理，由同素异形体组成的物质属。
磷的同素异形体中有剧毒，无毒。
二、氨和铵盐：1、氨分子的电子式如下：，氨分子的结构形，键角是，是一个分子。
氨溶于水中。
（1）氨具有性氨分子具有结合质子（）的能力，使氨具有性。
当氨跟水反应时，先生成，然后，发生部分电离产生和。
其离子方程式为：。
氨水中的微粒有。
当氨跟酸反应时，生成相应的。
（2）氨具有弱性在氨分子中氮元素的化合价为价，处于氮元素的最低价态，具有还原性。
在高温、催化的条件下，氨可被氧气氧化，生成一氧化氮和水,其化学方程式为: ,这是工业法制硝酸的关键一步反应。
无机化学 氮族
2. 羟氨
制备：使较高氧化态的化合物还原。 讨论： NH4NO3+NH4HSO3+SO2+2H2O==[NH3OH]+HSO4-+（NH4）2SO4 NH3 、N2H4、 NH2OH的碱性 + + OH- == NH OH + H O [NH3OH] 2 2 的强弱？说明 它们减弱的 性质 原因。 1、易分解：3NH2OH ＝ NH3↑+ N2↑+ 3H2O 4NH2OH ＝ 2NH3↑+ N2O↑+ 3H2O
国家最高科学技术奖报请国家主席签署
并颁发证书和奖金。奖金数额由国务院规 定。获奖者的奖金额为500万元人民币。该 奖项2000年设立。
历届获奖情况 历年获奖人物 2000年 吴文俊（1919— ，世界著名数学家） 袁隆平（1930— ，杂交水稻之父） 2001年 王选（1937—2006，汉字激光照排系统创始人） 黄昆（1919—2005，著名物理学家） 2002年 金怡濂（1929— ，高性能计算机领域的著名专家） 2003年 刘东生（1917— ，著名地球环境科学家） 王永志（1932— ，著名航天技术专家） 2004年 【空缺】 2005年 叶笃正（1916— ，世界著名气象学家） 吴孟超（1922— ，世界著名肝脏外科学家） 2006年 李振声（1931— ，遗传学家，小麦远缘杂交的奠基人） 2007年 闵恩泽（1924— ，石油化工催化剂专家） 吴征镒（1919— ，著名植物学家） 2008年 王忠诚（1925.12.20— ，神经外科专家，中国神经外科 事 业的开拓者。） 徐光宪（1920— ，著名物理化学家，无机化学家，教育家。）
2、弱碱性 NH2OH + H2O = NH3OH+ + OH-
元素周期表中的同一族元素的化合价比较
元素周期表中的同一族元素的化合价比较元素周期表是化学家们整理和分类元素的重要工具，它能够展示元素的各种物理化学性质以及其化合价的变化规律。
在元素周期表中，元素按照原子序数递增的顺序排列，而同一族元素则具有相似的化学性质和化合价。
本文将重点讨论元素周期表中的同一族元素的化合价比较。
1. 碱金属族元素（第1族）碱金属族元素包括锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）、钫（Fr）。
这些元素在化合物中通常会失去一个电子，因此它们的化合价为+1。
例如，氯化钠（NaCl）和氟化锂（LiF）。
2. 碱土金属族元素（第2族）碱土金属族元素包括铍（Be）、镁（Mg）、钙（Ca）、锶（Sr）、钡（Ba）、镭（Ra）。
这些元素往往会失去两个电子形成+2的化合价。
例如，氧化镁（MgO）和氯化钙（CaCl2）。
3. 硼族元素（第3族）硼族元素包括硼（B）、铝（Al）、镓（Ga）、铟（In）、铊（Tl）、镓（Uut）。
这些元素的化合价有所不同，其中硼的化合价为+3，而其他元素的化合价为+3或+1。
例如，三氯化硼（BCl3）和氢氧化铝（Al(OH)3）。
4. 碳族元素（第14族）碳族元素包括碳（C）、硅（Si）、锗（Ge）、锡（Sn）、铅（Pb）、鱼（Fl）。
这些元素的化合价也不完全相同，碳的化合价为+4，而硅和锡的化合价为+4或+2。
例如，四氯化碳（CCl4）和二氯化锡（SnCl2）。
5. 氮族元素（第15族）氮族元素包括氮（N）、磷（P）、砷（As）、锑（Sb）、铋（Bi）、鹅（Uuo）。
这些元素通常会获得三个电子，因此它们的化合价为-3。
例如，三氯化磷（PCl3）和五氯化锑（SbCl5）。
6. 氧族元素（第16族）氧族元素包括氧（O）、硫（S）、硒（Se）、碲（Te）、钋（Po）和石（Lv）。
这些元素的化合价也有所不同，氧的化合价为-2，硫、硒和碲的化合价为-2或+4，钋的化合价为+4或+6。
例如，氧化镁（MgO）和氧化硫（SO2）。
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性
*与同周期氧族，卤族元素相比较：
5、某元素R原子的最外层上有5个电子，它的含氧酸的钾盐的化学式不可能是（ ）
N、O、F 三元素性质比较。 三、有关氮氧化物的计算
磷是生物体不可缺少的元素之一。
练习1：用大试管收集满NO2气体，倒扣在盛水的水槽中，不久看到红棕色消失，试管里水面上升到容积的_______处，再往试管里通
④最高价含氧酸的酸性减弱：
氢化物的稳定 注意： 的酸酐是 ，而不是 NO2
N表现-3，+1→+5价。
性
分解温度： 800°C
分解温度 1000°C
不分解
P、S、Cl三元素性质比较。
第三周期元素
P
S
Cl
氢化物分子式
PH3
H2S
HCl
氢化物的生成 条件
磷蒸气和 H2 能 硫蒸气和 H2 能
反应生成 PH3，反应生成 H2S，
3、砷、锑、铋在地壳中的含量不大，它们可以以游离态存在 自然界中，但主要以硫化物矿存在。例如：雄黄（As4S4）雌黄
（As2S3）辉锑矿（Sb2S3）辉铋矿（Bi2S3）。
很难
加热
光照，点燃
氢化物的稳定 很不稳定，易
性
分解
加热至高温 加热能分解 （ 3000°C 以
上）少许分解
最高价含氧酸 的酸性
H3PO4 中强酸
H2SO4 强酸
HClO4 最强酸
小结：
2、磷在自然界中总是以磷酸盐的形式出现的，例：Ca3(PO4)2——磷酸钙，Ca5F(PO4)3——磷灰石。
①非金属性较氧族、卤族元素弱； 在植物体中磷主要含于种子的蛋白质中，在动物体中，则含于脑、血液和神经组织的蛋白质中，骨骼中也含有磷。
高二化学教案-浅谈氮气“五个三”原创 最新
浅谈氮气“五个三”黑龙江省鸡西市第一中学（158100）王维德（特级教师）杨玉敏氮是一种重要的非金属元素，它以游离态存在于空气中，它以化合态存在于多种无机物和有机物之中，是构成蛋白质和核酸不可缺少的。
怎样更好地学习和掌握氮气呢？一、氮族元素的“三性”1、氮族元素相似性①原子最外层都有5个电子，能获得3个电子，主要化合价有+5、+3、-3（Sb、Bi无负价）。
②最高价氧化物中显+5价，化学式为R2O5；氢化物中，化合价为-3价，化学式为RH3。
③最高价氧化物对应的水化物都是酸，通式为HRO3、H3RO4。
2、氮族元素递变性①形成气态氢化物越来越困难，且稳定性逐渐减弱：NH3 >PH3>AsH3>SbH3>BiH3；还原性：NH3 <PH3 <AsH3 <SbH3<BiH3。
②原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，核对外层电子的吸引能力逐渐减弱，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
③最高价氧化物的水化物的酸性：HNO3 >H3PO4>H3AsO4>H3SbO4>H3BiO4。
3、氮族元素特殊性①锑、铋为金属，没有负化合价；铋的沸点、熔点均低于锑；磷和砷能形成同素异形体。
②氮气与氢气能直接化合成气态氢化物，磷、砷、锑和铋的氢化物只能用间接方法制得。
③等价氮只能有一种含氧酸：HNO3二、氮分子结构的“三个”特征①氮分子是双原子分子；②电子式为∶N┇┇N∶,结构式为N≡N；③两个氮原子通过三个共价键结合起来，键能大。
三、氮气的“三点”物性①纯净的氮气是一种无色的气体，密度比空气的稍小;②氮气在水中的溶解度很小，通常状况下，1体积水中只能溶解大约0.02体积的氮气；③在压强为101kPa下，氮气在-195.8℃时变成无色液体，在-209.9℃时变成雪花状固体。
四、氮气的“三点”化性①与H2反应：N2+3H2催化剂高温高压2NH3（此反应放热，工业上合成氨的原理）。
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10 mL
4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
V(NO2) = 15 mL，V(NO) = 20 mL；
V(NO2) :V(NO) = 1：2
想想看：
若将NO2和O2同时通入水中的反应是什么？
NO与O2？
32NNOO2++OH22=O 2=NO22HNO3 + NO A第43一第4三解→解→一((放1NNN．)V种V、析银析银种OOO热最AA2是 氮 ： 白 ： 白 是2:族族++反外1+将的(色色将33：：应2层3HOO)N氧（（NNc氮氮)2均22—HH(O化微微OH77++33为2合NNN物红红通通22=+O5、、成HH及））过过个3HB222磷磷氨)其灼灼2OO电H．=11ON计热热子2==55O:=PP744算的的，3、、2HHCC能H+NN砷砷uuNOON结OO33OO3333，，合C3AA．3ss+、、个7N:锑锑电2O 55子11达SS△bb到D、、V．稳铋铋9定88:733BBii
考考你
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。
解析：(2)c(HNO3) =
n ( HNO 3 ) V aq
2 3
V ( NO2 ) 22.4L • mol 1
① ②
①同理×2①+×②2得+：②4×N3O得2 ：+ O2 +2H2O = 4HNO3 无(N(A1422(第(11415NNN．O))))色V是 最 是 是OOOm2A2→：合高合合L:族+++1白红3OO成从成成：O22（棕氨价氨氨氮2==黄色、氧、、7+22N或、制化制制2NN、HOO红有硝物硝硝B2磷22棕刺O．酸对酸酸1色激2=5的应的的:P74）性重水重重、H→气要化要要N砷O灰味原物原原333色的C料：料料A．→易sH1、73银溶0:R锑2m白于O5L4色水1、S的bHD、有R．铋O毒938:气73B体i
第三章氮族
2019/11/3
20
金属液氨溶液：导电（似金属） K + x NH3(l) = K+ + [e(NH3)x]稀溶液蓝色，浓溶液青铜色
金属液氨溶液，高浓度时是强的还原剂：
2NH 3 2Na 570C 2NaNH 2 H2 Na + xNH3 = Na+ + e (NH3)x碱金属的液氨溶液是产生电子的试剂：
(4) 还原性 N2H4 + AgBr → 4 Ag↓ + N2 ↑ + 4 HBr N2H4(l) + O2(g) = N2(g) + 2 H2O(l)
Lewis碱性 强
弱
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15
还原性
酸性介质 φ(N2/NH4+) = 0.27V φ(P/PH4+) = -0.03V φ(As/AsH4+)= - 0.54V φ(Sb/SbH4+) = -0.51V
碱性介质 φ(N2/NH3) = -0.73V φ(P/PH3) = -0.87V φ(As/AsH3)= - 1.43V φ(Sb/SbH3) = -1.34V 还原性：AsH3 ＞ SbH3 ＞PH3 ＞NH3
2019/11/3
3
二、氮和磷的成键情况
元素 价轨道
C.N.max 杂化态
N 2s 2p
4 sp sp2 sp3
P 3s 3p 3d
6 sp3 sp3d sp3d2
键离解能 N
P
C （比较）
/ kJ.mol-1
E-E 160
209
346
E=E 400
氮族元素方程式总结
氮族元素方程式总结氮族元素包括氯、溴、碘和砹。
这些元素都属于同一族，因为它们在化学性质上有一些共同的特征。
下面是几个关于氮族元素的方程式及其化学反应的总结：1.氯气与金属的反应：2Cl2(g)+2M(s)->2MCl(s)(M代表金属)氯气可以与许多金属反应，形成金属氯化物。
这是一种氧化反应，氯气在反应中被还原形成氯化物。
2.溴水与苯酚的反应：2Br2(aq) + 2C6H5OH(aq) -> 2C6H5OBr(aq) + 2HBr(aq)溴水可以与苯酚反应，生成溴代苯酚和溴化氢。
这是一种取代反应。
3.碘和红磷的反应：4I2(g)+P4(s)->4PI3(s)碘和红磷反应，生成三碘化磷。
这是一种氧化反应，碘在反应中被还原形成三碘化磷。
4.溴化银与氮化钠的反应：AgBr(s)+Na3N(s)->NaBr(s)+Ag3N(s)溴化银可以与氮化钠反应，生成溴化钠和氮化银。
这是一种置换反应，溴化银被氮化银置换。
5.碘化钠与硫酸银的反应：NaI(aq) + Ag2SO4(aq) -> AgI(s) + Na2SO4(aq)碘化钠可以与硫酸银反应，生成碘化银和硫酸钠。
这是一种双置换反应，碘离子与硫酸根离子交换。
6.砹与碘化钠的反应：I2(aq) + NaAsO2(aq) -> NaIO2(aq) + AsI3(aq)砹可以与碘化钠反应，生成碘酸钠和三碘化砹。
这是一种氧化还原反应，砹在反应中被氧化形成碘酸钠。
7.氯化钡与氯化铵的反应：BaCl2(aq) + 2NH4Cl(aq) -> BaCl2·2NH4Cl(s)氯化钡可以与氯化铵反应，生成氯化铵的复合物。
这是一种双置换反应。
这些方程式展示了氮族元素的一些常见反应和化学性质。
这些元素在生活中有着广泛的应用，包括在制药、农业和材料科学等领域。
通过研究这些反应，可以更好地理解氮族元素的性质和作用。
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NO3 形成过程
sp2 杂化
-
p 区元素
§1-4 氮族元素
2s
2p
N O
外来电子
键
6 4
24
Chapter 1
p 区元素
§1-4 氮族元素
O N O O
25
Chapter 1
p 区元素
§1-4 氮族元素
二、N的化合物
2． 氮的氧化物、含氧酸及其盐
★ HNO3与金属、非金属的反应(自学)
规律： ★与非金属反应，一般生成NO
1．单 质
白磷 红磷
蜡状固体，剧毒， 34℃于空气中自燃，保存于水中。
分子P4(sp3不等性杂化)，正四面体型，P-P键能小，故 红色固体，无毒， 500℃自燃，化学性质稳定。 白磷化学性质活泼。 用途：制安全火柴
32
白磷P4的分子结构模型
Chapter 1
p 区元素
§1-4 氮族元素
红磷的结构
Hg
NH4+ + 2[HgI4]2-+ 4OH- → [O NH2]I(s) + 7I- + 3H2O
Hg
棕色
14
Chapter 1
p 区元素
§1-4 氮族元素
2．氮的氧化物、含氧酸及其盐
氧化物
N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5
15
二、N的化合物
化学性质
稳定 反应性能适中 室温下分解 强氧化性 强烈分解成NO2 不稳定
中每个 P原子再结合 1个 O原子即得 P2O5，故 P2O3有时 写成P4O6，P2O5有时写成P4O10 。
40
P4O6的分子结构模型
P4O10的分子结构模型
Chapter 1
p 区元素
§1-4 氮族元素
三、P及其化合物
4．含氧酸
★种类
+5 +3 +1
H3PO4
(正)磷酸
H3PO3
亚磷酸
－ H2 O － H2 O －2H2O
H3PO2
次磷酸
H3PO4
HPO3 偏磷酸
+5
2H3PO4
3H3PO4
43
H4P2O7 焦磷酸
H5P3O10 三聚磷酸
+5
+5
Chapter 1
p 区元素
§1-4 氮族元素
三、P及其化合物
4．含氧酸
★ H3PO4的结构 四面体
Lb=157 pm
O
O ↑ HO－P－OH
Lb=152 pm Lb=157 pm
p 区元素
§2-4 氮族元素
N：sp2不等性杂化
π
18
Chapter 2
p 区元素
§2-4 氮族元素
亚硝酸根的共振杂化体
19
Chapter 2
p 区元素
§2-4 氮族元素
二、N的化合物
2． 氮的氧化物、含氧酸及其盐
氧化还原性
氧化性：
Ө(NO3-/NO2-) =0.94 V
Ө(NO2-/NO) =0.98 V
p 区元素
§1-4 氮族元素
三、P及其化合物
4．含氧酸
★ H3PO4工业制备
H2SO4 + Ca3(PO4)2 → 2H3PO4 + 3CaSO4
1．氨及铵盐
① NH3
氧化反应
4NH3(g) + 3O2(g)
4NH3(g) + 5O2(g)
400℃ Pt-Rh 800℃ Δ
2N2(g) + 6H2O
4NO(g) + 6H2O(制HNO3)
3CuO + 2NH3(g)
3Cu + N2(g) + 3H2O
3Cl2(g) + 2NH3(g) → N2(g) + 6HCl(g)
Chapter 1
p 区元素
§1-4 氮族元素
第四节 氮族元素
(N, P, As, Sb, Bi)
一、概述
ⅤA ns2np3 -3、+3、+5
N P As Sb Bi
非金属 →金属
r↑， I 1 ↓ ， ↓
1
Chapter 1
p 区元素
§1-4 氮族元素
二、N的化合物
1．氨及铵盐
① 氨(NH3) ★ 结构
p 区元素
§1-4 氮族元素
二、N的化合物
1．氨及铵盐
① NH3
加合反应
H+ + NH3 → NH4+ Ag+ + 2NH3 → [Ag(NH3)2]+
Cu2+ + 4NH3 → [Cu(NH3)4]2+
10
Chapter 1
p 区元素
§1-4 氮族元素
二、N的化合物
1．氨及铵盐
② 铵盐 (类似钾盐) ★ NH4+ 结构 配位键 H ·· N H H
sp3不等性杂化，三角锥形
NH3的结构
2
NH3分子结构模型
NH3的分子结构模型
Chapter 1
p 区元素
§1-4 氮族元素
二、N的化合物
1．氨及铵盐
① NH3
★ 制备
工业上 (哈伯法)：
N2(g) + 3H2(g)
p=150～200atm, T=725～783K cat. Fe
2NH3(g)
结构
氧化数
+1
+2ຫໍສະໝຸດ 状态(颜色)无色气体 无色气体 液体、固体蓝色 蓝色液体 红棕色气体 无色气体 无色固体
+3 +4 +4 +5
Chapter 1
p 区元素
§1-4 氮族元素
二、N的化合物
★结构
氧化物
NO
杂化类型
空间构型
直线形
共价键
+2
sp
NO2
NO3NO216
sp2
sp2 sp2
角形
平面正三角形 角 形
6
Chapter 1
p 区元素
§1-4 氮族元素
二、N的化合物
1．氨及铵盐
① NH3
★ 化学性质
质子碱：接受质子 NH3 + H+ → NH4+ Lewis碱：给出电子对， [Cu(NH3)4]2+„ 还原性：最低氧化值 -3
7
Chapter 1
p 区元素
§1-4 氮族元素
二、N的化合物
实验室：
2NH4Cl + Ca(OH)2 →CaCl2+ 2NH3(g)+ 2H2O
5
Δ
Chapter 1
p 区元素
§1-4 氮族元素
Fritz Haber (1868-1934) 德国化学家
曾在柏林大学随A.W.von霍夫曼学习， 在海德堡大学随R.W.本生学习。后在夏 洛滕堡工业大学以有机化学方面的论文 取得博士学位。他曾在耶拿做有机化学 方面的研究工作。第一次世界大战期间， 哈伯主持了炸药和毒气的生产。哈伯191 6年辞去化学兵工生产的职务。1933年纳 粹上台后，他因犹太血统被免去威廉皇 家物理化学和电化学研究所所长职务， 以访问学者身份流亡英国，在剑桥大学 卡文迪什实验室工作数月后去罗马，途 中逝世。
3．氧化物
磷在空气充足时燃烧得 P2O5(磷酸酐 ) ，燃烧不充 分得P2O3(亚磷酸酐) 。
P4O6的分子结构
P4O10的分子结构
39
Chapter 1
p 区元素
§1-4 氮族元素
三、P及其化合物
3．氧化物
P2O3、P2O5均为笼状结构，可看成以P4为骨架，P
2O3中一个P原子结合3个O原子，P2O3继续氧化，分子
棕色
30
Chapter 1
p 区元素
§1-4 氮族元素
二、N的化合物
2．氮的氧化物、含氧酸及其盐
若NO3-混有NO2-，则影响棕色环的生成，须先
加入NH4Cl，使生成NH4NO2 ： NH4NO2 → N2(g) + H2O
水浴 Δ
31
Chapter 1
p 区元素
§1-4 氮族元素
三、P及其化合物
O H
P
HO O H
44
OH
Lb=157 pm
H3PO4分子结构模型
H3PO4分子结构
Chapter 1
p 区元素
§1-4 氮族元素
三、P及其化合物
4．含氧酸
23p3 P 3s 15
sp3不等性杂化
OH OH OH
σ σ σ
3d
8O
2s22p4
重排
配位键
(p-d)π键 (反馈π键)
46
Chapter 1
2NO2- + 4H+ + 2I- → I2(s) + 2NO(g) + 2H2O
还原性：
5NO2- + 6H+ + 2MnO4- → 5NO3- + 2Mn2+ + 3H2O
紫红色
20
无色
Chapter 1
p 区元素
§1-4 氮族元素
二、N的化合物
2． 氮的氧化物、含氧酸及其盐
★ HNO3及其盐 ① HNO3的结构
H
11
Chapter 1
p 区元素
§1-4 氮族元素
二、N的化合物
1．氨及铵盐 ②铵盐
★ 化学性质 易挥发酸的铵盐