氮元素
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4HNO 3
△ 或光照
4 NO 2 O 2 2H2O
硝酸越浓越易分解，为了防止硝酸分解，必须把它装在棕 色瓶里，贮放在阴凉避光处。
四、硝酸
2.氧化性
浓、稀硝酸都有氧化性，几乎能与所有的金属(除金、铂 等)和非金属直接发生氧化还原反应。 在两支放有铜片的试管里，分别加入少量浓硝酸和稀硝酸， 观察有何现象？ 可以看到浓硝酸和稀硝酸都能与铜反应，浓硝酸反应剧烈， 有红棕色的气体产生。
二、氮气
2.氮气的化学性质
N
N
氮气的电子式 氮分子中的两个氮原子以共价叁键相结合，因此，氮分子 在通常状况下很稳定，既不可燃、不助燃，也很难参加化学反 应。 由于氮的化学惰性，常用作保护气体。以防止某些物体暴 露于空气时被氧所氧化，用氮气填充粮仓，可使粮食不霉烂、 不发芽，长期保存。 在高温或一定条件下氮气的反应能力增强，能与氢气、氧 气、金属等发生化学反应。
三、氨和铵盐
氨是氮肥工业的基础，是制造硝酸、铵盐等的重要原料， 也是合成纤维(锦纶、腈纶)、合成树脂、合成橡胶等的常用原 料。液氨还可用作制冷剂。
铵盐中最重要的是硝酸铵和硫酸铵，主要用作肥料，硝酸 铵还可用来制造炸药。氯化铵可用于印染和制造干电池的燃料。
三、氨和铵盐
1.氨（NH3）
(1) 氨的物理性质 氨是无色、有强烈刺激性气味的气体。在相同条件下，比 同体积的空气轻。 氨极易溶于水，在常温常压下，1体积水可溶解700体积氨。 氨的水溶液叫做氨水。
(2) 氨的化学性质 ② 氨与酸反应
氨气与其他酸溶液反应，可制得相应的铵盐。
NH 3 HNO 3 2 NH 3 H 2SO 4 NH 4 NO 3 (NH 4 ) 2 SO 4
1.氨（NH3）
(3) 氨与氧气的反应 氨在空气中不能燃烧，在纯氧中可以燃烧，发出黄色火焰。
4NH3+3O2
点燃
2N2 +6H2O
△
NH3 H 2O
1.氨（NH3）
(2) 氨的化学性质 ② 氨与酸反应
取两根玻璃棒分别蘸取浓氨水和浓盐酸，使两根玻璃棒接 近，观察有何现象？
氨与氯化氢的反应
可以看到，在玻璃棒之间产生白烟。 这是由于氨气与氯化氢气体化合生成了微小的氯化铵晶体。
NH 3 HCl NH 4 Cl
1.氨（NH3）
Cu 4HNO3 (浓) 3Cu 8HNO 3 (稀) Cu(NO3 ) 2 2NO2 2H2O 3Cu(NO3 ) 2 2NO 4H2O
四、硝酸
2.氧化性
冷的浓硝酸与浓硫酸一样，能使金属铁、铝等金属发生 “钝化” 。因此可用铝槽wk.baidu.com贮运浓硝酸。
浓硝酸与浓盐酸的混和物(体积比为1׃3 )称为“王水”。它 的氧化能力更强，使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 硝酸能使许多非金属如碳、硫、磷等氧化。例如：
第三节 氮
学习目标
1. 了解氮族元素的概念 2. 了解氮气与氢气、氧气的反应 3. 了解氨的物理性质和用途 4. 理解氨的性质，了解氨的实验室制法 5. 理解铵盐的性质及铵根离子的检验
6. 理解硝酸的酸性、不稳定性和氧化性
第三节 氮
氮占地壳总量的0.03%。空气中含量最多的气体就是氮气， 约占空气体积的78%。氮是构成人体和动物体内蛋白质的重要 元素。 氮和氮的化合物如氨、硝酸、氮肥、炸药以及蛋白质、核 酸等在工农业生产、国防和生命科学研究等领域中都有重要的 用途。 在了解氮族元素的同时，主要学习氮及其化合物的知识。
C(灼热) 4HNO 3 (浓) CO 2 4NO2 2H2O
自然界的氮循环
大气中的氮 制造蛋白质 雷电作用 工业固氮 动物摄食
生物固氮 （豆科植物的根瘤）
动物排泄 物 及遗体
植物遗体
被细菌 分解
氨或铵盐 亚硝酸盐 硝酸盐
无色气体 白色蜡状固体 (白磷) 灰砷：灰色固 体 银白色金属 略显粉红色金 属
第三节 氮
二、氮气
1.氮气的物理性质
氮气常温下是无色、无味的气体，不能供人类及动物呼 吸。 氮气比空气稍轻，在100 kPa、–195.8 ℃时变为无色液体， –209.86 ℃时变成雪状固体。 氮在水中溶解度很少，通常状况下，1体积水大约只溶解 0.02体积的氮气。
一、氮族元素简介
氮族元素主要性质比较
元素 名称 氮 磷 砷 锑 铋 元素 符号 N P As Sb Bi 熔点 /℃ –209.86 (白)44.1 (红)590 817 630.74 271.3 沸点 /℃ –195.8 (白)280 (灰)613 1 750 1 560 主要化合价 –3 +1 +2 +3 +4 +5 –3 +3 +5 –3 +3 +5 (–3) +3 +5 (–3) +3 (+5) 颜色和状态
1.氨（NH3）
(2) 氨的化学性质 ① 氨与水反应
在上述演示实验中，为什么会形成喷泉？喷出的水为什么 会变成红色？ 因为氨在水中溶解度极大，当滴管中的水挤入烧瓶时，氨 迅速溶解，导致烧瓶内压力减小，在大气压作用下，烧杯中的 水沿玻璃管迅速喷入烧瓶，形成喷泉。 又因氨与水反应生成一水合氨(NH3 · H2O)，它能部分电 离出铵根离子和氢氧根离子，遇酚酞显红色。
51Sb
83Bi
+83 2 8 18 32 18 5
它们最外层都有5个电子，最高正化合价+5，最高价氧化 物的通式是R2O5 ，非金属元素的最低化合价-3，氢化物的通 式为RH3。
第三节 氮
一、氮族元素简介
氮族元素随着电子层数的增加非金属性逐渐减弱，从典 型的非金属元素过渡到金属元素，其中氮、磷是典型的非金 属元素，砷虽为非金属元素，但非金属性很弱。锑、铋为金 属元素。 氮族元素相应的最高价含氧酸的酸性比同周期的卤族、氧 族弱，酸性强弱的顺序是： HClO4 > H2SO4 > H3PO4
在催化剂（铂）的作用下，氨与空气中的氧作用生成NO。
4NH3+5O2
Pt
△
4NO +6H2O
1.氨（NH3）
(4) 氨的实验室制法 实验室常用铵盐与碱在加热条件下制取氨气，如图所示。
2 NH 4Cl Ca(OH) 2
△
2 NH3 CaCl 2 2H2O
生成的氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，如图所示。
二、氮气
2.氮气的化学性质
NO容易继续与氧气反应生成红棕色的NO2。
2NO O2
NO2和水作用生成HNO3。
3NO 2 H 2 O
2NO2
2HNO 3 NO
在水力发电很发达的国家，这个反应已用于生产硝酸。 在雷雨天，闪电使大气中产生NO并进一步氧化，再转化 为硝酸或硝酸盐等。据估算，每年因雷雨而渗入大地的氮肥约 有4亿吨。
第三节 氮
一、氮族元素简介
元素周期表中的ⅤA元素统称氮族元素，包括氮(N)、磷 ( P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi) 5种元素。
第三节 氮
一、氮族元素简介
氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)的原子结构示 意图如下：
7N +7 2 5 15P +51 2 8 18 18 5 +15 2 8 5 33As +33 2 8 18 5
市售浓硝酸质量分数约为65%，质量分数大于86%的浓硝 酸极易挥发，与空气中的水蒸气形成酸雾，故称为发烟硝酸。
硝酸是一种强酸，除了具有酸的通性以外还有它本身的特 性。 硝酸有着广泛的用途，可以用来制造氮肥、农药、炸药、 塑料和染料等，也是实验室里的一种常用试剂。
四、硝酸
1.不稳定性
纯硝酸不稳定，在常温下见光就会发生分解，受热分解得 更快。
二、氮气
2.氮气的化学性质
(1) 氮气与氢气反应
在高温、高压和催化剂作用下，氮、氢直接化合生成氨。 工业上用这个反应来合成氨。
N 2 3H 2
催化剂 高温高压
2NH 3 92.38 kJ / mol
(2) 氮气与氧气反应 在放电条件下，氮气能和氧气直接合成为无色的NO。
N2 O2
放电
2NO
常压下冷却到–33.35 ℃，凝结成无色液体，同时放出大量 的热。 液态氨气化时要吸收大量的热，因此，氨可用作制冷剂。
1.氨（NH3）
三、氨和铵盐
(2) 氨的化学性质 ① 氨与水反应
在干燥的圆底烧瓶里充满氨，用带尖嘴的玻 璃管和滴管(滴管里预先吸入水)的塞子塞紧瓶口。 立即倒置烧瓶，把玻璃管插入滴有酚酞试液的水 里。挤压滴管的胶头，使少量水进入烧瓶，观察 有何现象？ 可以看到，烧杯里的水沿玻璃管迅速上升，并在烧瓶中形 成红色喷泉，如图所示。
三、氨和铵盐
2.铵盐
铵盐由铵离子 ( NH 4 ) 和酸根组成。铵盐都是晶体，易溶于 水。 (1)铵盐能与碱反应
铵盐的重要化学特性是和碱作用逸出氨气。生成的氨气能 使湿润的红色石蕊试纸变蓝。可利用这一性质来鉴定铵离子的 存在。 鉴定铵离子的方法是将铵盐和氢氧化钠共热，放出的氨气 可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
NH 4Cl NaOH
△
NH3 NaCl H 2O
三、氨和铵盐
(2)铵盐受热易分解 NH4Cl
△
NH3 +HCl
NH3和HCl遇冷会重新结合成NH4Cl 。
NH4HCO3
△
NH3 +H2O+CO2
第三节 氮
四、硝酸
硝酸是重要的化工原料，也是工业上重要的“三酸”之一。
纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
1.氨（NH3）
(2) 氨的化学性质 ① 氨与水反应
氨与水生成 NH3 · H2O的反应式：
NH 3 H 2 O NH 3 H 2 O
NH OH 4
氨水的电离方程式： NH 3 H 2O
氨水具有弱碱性，是一种弱碱，具有碱的通性。氨水很不 稳定，受热易分解成氨气。
NH 3 H 2O
△ 或光照
4 NO 2 O 2 2H2O
硝酸越浓越易分解，为了防止硝酸分解，必须把它装在棕 色瓶里，贮放在阴凉避光处。
四、硝酸
2.氧化性
浓、稀硝酸都有氧化性，几乎能与所有的金属(除金、铂 等)和非金属直接发生氧化还原反应。 在两支放有铜片的试管里，分别加入少量浓硝酸和稀硝酸， 观察有何现象？ 可以看到浓硝酸和稀硝酸都能与铜反应，浓硝酸反应剧烈， 有红棕色的气体产生。
二、氮气
2.氮气的化学性质
N
N
氮气的电子式 氮分子中的两个氮原子以共价叁键相结合，因此，氮分子 在通常状况下很稳定，既不可燃、不助燃，也很难参加化学反 应。 由于氮的化学惰性，常用作保护气体。以防止某些物体暴 露于空气时被氧所氧化，用氮气填充粮仓，可使粮食不霉烂、 不发芽，长期保存。 在高温或一定条件下氮气的反应能力增强，能与氢气、氧 气、金属等发生化学反应。
三、氨和铵盐
氨是氮肥工业的基础，是制造硝酸、铵盐等的重要原料， 也是合成纤维(锦纶、腈纶)、合成树脂、合成橡胶等的常用原 料。液氨还可用作制冷剂。
铵盐中最重要的是硝酸铵和硫酸铵，主要用作肥料，硝酸 铵还可用来制造炸药。氯化铵可用于印染和制造干电池的燃料。
三、氨和铵盐
1.氨（NH3）
(1) 氨的物理性质 氨是无色、有强烈刺激性气味的气体。在相同条件下，比 同体积的空气轻。 氨极易溶于水，在常温常压下，1体积水可溶解700体积氨。 氨的水溶液叫做氨水。
(2) 氨的化学性质 ② 氨与酸反应
氨气与其他酸溶液反应，可制得相应的铵盐。
NH 3 HNO 3 2 NH 3 H 2SO 4 NH 4 NO 3 (NH 4 ) 2 SO 4
1.氨（NH3）
(3) 氨与氧气的反应 氨在空气中不能燃烧，在纯氧中可以燃烧，发出黄色火焰。
4NH3+3O2
点燃
2N2 +6H2O
△
NH3 H 2O
1.氨（NH3）
(2) 氨的化学性质 ② 氨与酸反应
取两根玻璃棒分别蘸取浓氨水和浓盐酸，使两根玻璃棒接 近，观察有何现象？
氨与氯化氢的反应
可以看到，在玻璃棒之间产生白烟。 这是由于氨气与氯化氢气体化合生成了微小的氯化铵晶体。
NH 3 HCl NH 4 Cl
1.氨（NH3）
Cu 4HNO3 (浓) 3Cu 8HNO 3 (稀) Cu(NO3 ) 2 2NO2 2H2O 3Cu(NO3 ) 2 2NO 4H2O
四、硝酸
2.氧化性
冷的浓硝酸与浓硫酸一样，能使金属铁、铝等金属发生 “钝化” 。因此可用铝槽wk.baidu.com贮运浓硝酸。
浓硝酸与浓盐酸的混和物(体积比为1׃3 )称为“王水”。它 的氧化能力更强，使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 硝酸能使许多非金属如碳、硫、磷等氧化。例如：
第三节 氮
学习目标
1. 了解氮族元素的概念 2. 了解氮气与氢气、氧气的反应 3. 了解氨的物理性质和用途 4. 理解氨的性质，了解氨的实验室制法 5. 理解铵盐的性质及铵根离子的检验
6. 理解硝酸的酸性、不稳定性和氧化性
第三节 氮
氮占地壳总量的0.03%。空气中含量最多的气体就是氮气， 约占空气体积的78%。氮是构成人体和动物体内蛋白质的重要 元素。 氮和氮的化合物如氨、硝酸、氮肥、炸药以及蛋白质、核 酸等在工农业生产、国防和生命科学研究等领域中都有重要的 用途。 在了解氮族元素的同时，主要学习氮及其化合物的知识。
C(灼热) 4HNO 3 (浓) CO 2 4NO2 2H2O
自然界的氮循环
大气中的氮 制造蛋白质 雷电作用 工业固氮 动物摄食
生物固氮 （豆科植物的根瘤）
动物排泄 物 及遗体
植物遗体
被细菌 分解
氨或铵盐 亚硝酸盐 硝酸盐
无色气体 白色蜡状固体 (白磷) 灰砷：灰色固 体 银白色金属 略显粉红色金 属
第三节 氮
二、氮气
1.氮气的物理性质
氮气常温下是无色、无味的气体，不能供人类及动物呼 吸。 氮气比空气稍轻，在100 kPa、–195.8 ℃时变为无色液体， –209.86 ℃时变成雪状固体。 氮在水中溶解度很少，通常状况下，1体积水大约只溶解 0.02体积的氮气。
一、氮族元素简介
氮族元素主要性质比较
元素 名称 氮 磷 砷 锑 铋 元素 符号 N P As Sb Bi 熔点 /℃ –209.86 (白)44.1 (红)590 817 630.74 271.3 沸点 /℃ –195.8 (白)280 (灰)613 1 750 1 560 主要化合价 –3 +1 +2 +3 +4 +5 –3 +3 +5 –3 +3 +5 (–3) +3 +5 (–3) +3 (+5) 颜色和状态
1.氨（NH3）
(2) 氨的化学性质 ① 氨与水反应
在上述演示实验中，为什么会形成喷泉？喷出的水为什么 会变成红色？ 因为氨在水中溶解度极大，当滴管中的水挤入烧瓶时，氨 迅速溶解，导致烧瓶内压力减小，在大气压作用下，烧杯中的 水沿玻璃管迅速喷入烧瓶，形成喷泉。 又因氨与水反应生成一水合氨(NH3 · H2O)，它能部分电 离出铵根离子和氢氧根离子，遇酚酞显红色。
51Sb
83Bi
+83 2 8 18 32 18 5
它们最外层都有5个电子，最高正化合价+5，最高价氧化 物的通式是R2O5 ，非金属元素的最低化合价-3，氢化物的通 式为RH3。
第三节 氮
一、氮族元素简介
氮族元素随着电子层数的增加非金属性逐渐减弱，从典 型的非金属元素过渡到金属元素，其中氮、磷是典型的非金 属元素，砷虽为非金属元素，但非金属性很弱。锑、铋为金 属元素。 氮族元素相应的最高价含氧酸的酸性比同周期的卤族、氧 族弱，酸性强弱的顺序是： HClO4 > H2SO4 > H3PO4
在催化剂（铂）的作用下，氨与空气中的氧作用生成NO。
4NH3+5O2
Pt
△
4NO +6H2O
1.氨（NH3）
(4) 氨的实验室制法 实验室常用铵盐与碱在加热条件下制取氨气，如图所示。
2 NH 4Cl Ca(OH) 2
△
2 NH3 CaCl 2 2H2O
生成的氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，如图所示。
二、氮气
2.氮气的化学性质
NO容易继续与氧气反应生成红棕色的NO2。
2NO O2
NO2和水作用生成HNO3。
3NO 2 H 2 O
2NO2
2HNO 3 NO
在水力发电很发达的国家，这个反应已用于生产硝酸。 在雷雨天，闪电使大气中产生NO并进一步氧化，再转化 为硝酸或硝酸盐等。据估算，每年因雷雨而渗入大地的氮肥约 有4亿吨。
第三节 氮
一、氮族元素简介
元素周期表中的ⅤA元素统称氮族元素，包括氮(N)、磷 ( P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi) 5种元素。
第三节 氮
一、氮族元素简介
氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)的原子结构示 意图如下：
7N +7 2 5 15P +51 2 8 18 18 5 +15 2 8 5 33As +33 2 8 18 5
市售浓硝酸质量分数约为65%，质量分数大于86%的浓硝 酸极易挥发，与空气中的水蒸气形成酸雾，故称为发烟硝酸。
硝酸是一种强酸，除了具有酸的通性以外还有它本身的特 性。 硝酸有着广泛的用途，可以用来制造氮肥、农药、炸药、 塑料和染料等，也是实验室里的一种常用试剂。
四、硝酸
1.不稳定性
纯硝酸不稳定，在常温下见光就会发生分解，受热分解得 更快。
二、氮气
2.氮气的化学性质
(1) 氮气与氢气反应
在高温、高压和催化剂作用下，氮、氢直接化合生成氨。 工业上用这个反应来合成氨。
N 2 3H 2
催化剂 高温高压
2NH 3 92.38 kJ / mol
(2) 氮气与氧气反应 在放电条件下，氮气能和氧气直接合成为无色的NO。
N2 O2
放电
2NO
常压下冷却到–33.35 ℃，凝结成无色液体，同时放出大量 的热。 液态氨气化时要吸收大量的热，因此，氨可用作制冷剂。
1.氨（NH3）
三、氨和铵盐
(2) 氨的化学性质 ① 氨与水反应
在干燥的圆底烧瓶里充满氨，用带尖嘴的玻 璃管和滴管(滴管里预先吸入水)的塞子塞紧瓶口。 立即倒置烧瓶，把玻璃管插入滴有酚酞试液的水 里。挤压滴管的胶头，使少量水进入烧瓶，观察 有何现象？ 可以看到，烧杯里的水沿玻璃管迅速上升，并在烧瓶中形 成红色喷泉，如图所示。
三、氨和铵盐
2.铵盐
铵盐由铵离子 ( NH 4 ) 和酸根组成。铵盐都是晶体，易溶于 水。 (1)铵盐能与碱反应
铵盐的重要化学特性是和碱作用逸出氨气。生成的氨气能 使湿润的红色石蕊试纸变蓝。可利用这一性质来鉴定铵离子的 存在。 鉴定铵离子的方法是将铵盐和氢氧化钠共热，放出的氨气 可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
NH 4Cl NaOH
△
NH3 NaCl H 2O
三、氨和铵盐
(2)铵盐受热易分解 NH4Cl
△
NH3 +HCl
NH3和HCl遇冷会重新结合成NH4Cl 。
NH4HCO3
△
NH3 +H2O+CO2
第三节 氮
四、硝酸
硝酸是重要的化工原料，也是工业上重要的“三酸”之一。
纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
1.氨（NH3）
(2) 氨的化学性质 ① 氨与水反应
氨与水生成 NH3 · H2O的反应式：
NH 3 H 2 O NH 3 H 2 O
NH OH 4
氨水的电离方程式： NH 3 H 2O
氨水具有弱碱性，是一种弱碱，具有碱的通性。氨水很不 稳定，受热易分解成氨气。
NH 3 H 2O