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1、 第一节 氮族元素和氮气知识总结 一、氮族元素: 氮族元素包括五种元素。（请死记） 相似性递变性氮族元素的结构最外层电子数都是5个原子半径随N、P、As、Sb、Bi顺序逐渐增大，核对外层电子吸引力减弱氮族元素的性质1 最高价氧化物的通式为：R2O52 最高价氧化物对应水化物通式为：HRO3或H3RO43 气态氢化物通式为：RH34 最高化合价+5，最低化合价-31 单质从非金属过渡到金属,非金属性：NPAs，金属性：SbH3PO4H3AsO4H3SbO44 与氢气反应越来越困难5 气态氢化物稳定性逐渐减弱稳定性：NH3PH3AsH3二、氮气（N2）1、分子结构 电子式： 结构式：NN （分子里
2、NN键很牢固，结构很稳定）2、物理性质：无色无味气体，难溶于水，密度与空气接近（所以收集N2不能用排空气法！）3、化学性质：通常氮气的化学性质不活泼，很难与其他物质发生反应，只有在高温、高压、放电等条件下，才能使N2中的共价键断裂，从而与一些物质发生化学反应。点燃放电N2+3H2 2NH3 N2+O2 = 2NO （3Mg+N2 = Mg3N2 Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3）4、氮的固定：将氮气转化成氮的化合物，如豆科植物的根瘤菌天然固氮。三、氮氧化物（N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5）N2O（笑气）；N2O5（硝酸酸酐）；N2O3（亚硝酸酸酐）；NO、NO
3、2（主要的大气污染物）NO：无色气体，不溶于水，有毒（毒性同CO），有较强还原性 2NO+O22NO2；NO2：红棕色气体(颜色同溴蒸汽),有毒,易溶于水,有强氧化性,造成光化学烟雾的主要因素；3NO2+H2O = 2HNO3+NO；2NO2N2O4(无色) ；3O2 2O3(光化学氧化剂的形成)鉴别NO2与溴蒸气的方法：可用水或硝酸银溶液(具体方法及现象略) 四、磷白 磷红 磷不同点1分子结构化学式为P4，正四面体结构， 化学式为P，结构复杂，不作介绍2颜色状态白色蜡状固体红棕色粉末状固体3毒性剧毒无毒4溶解性不溶于水，可溶于CS2不溶于水，不溶于CS25着火点402406保存方法保存在盛水
4、的容器中密封保存相同点1与O2反应点燃点燃都生成P2O5 , 4P + 5O2 2P2O5冷水P2O5 + H2O 2HPO3(偏磷酸，有毒) 加热P2O5 + 3H2O 2H3PO4(无毒)2与Cl2反应(过量)点燃(少量)点燃2P + 3Cl2 2PCl3 2P + 5Cl2 2PCl5转化隔绝空气加热到260加热到416升华后,冷凝白磷 红磷难点分析 2. 有关混合气体的计算 在高中化学中，混合气体的计算，由于反应中生成硝酸、气体体积缩小、溶液的液面上升等现象多，许多学生在解决这类题型时，感到束手无策，其主要原因是由于这类题目中有时含有循环计算的问题。有关的化学方程式是： 一. 只有溶于
5、水或它与另一既不溶于水，又不与之反应的气体混合溶于水，发生的反应为： 1. 若只有溶于水，则最后剩余气体的体积为原体积的1/3；也可用体积差值法来求解。 2. 若为上述混合气体，可用体积差值法求出参加反应的体积；也可设杂质气体体积为X，代入化学方程式进行计算。二. 只有与氧气的混合气体溶于水，将上述两个化学方程式进行合并，消除循环项NO，得 这时可能出现下列三种情况： 1. 若，则两者全部溶于水，无气体剩余； 2. 若，则过量，4：1部分的体积全部溶于水后，由于还能与水反应，故剩余气体的体积为过量体积的1/3。 3. 若过量，4：1部分的体积全部溶于水后，剩余气体的体积就是过量的体积。三. 若
6、为NO与氧气的混合气体溶于水，则消去循环项 它也可能出现下列三种情况： 1. 若，则两者全部溶于水，无气体剩余； 2. 若，则NO过量，4：3部分的体积全部溶于水后，剩余气体的体积即为过量的NO体积。 3. 若，则过量，4：3部分的体积全部溶于水后，剩余气体的体积即为过量的的体积。【例题分析】 例1. 酸性氧化物和碱性氧化物相互作用可生成含氧酸盐，而硫代酸盐也可由酸性的非金属硫化物与碱性的金属硫化物作用制得。如：(硫代亚砷酸钠) 试写出下列反应的化学方程式： 反应：； 反应：； 相似，均具有还原性；相似，均具有氧化性。则作用的化学方程式为_。(河南省复赛题) 解析：由熟知的氧化物的性质可以类推
7、出硫化物的性质，即由的有关性质可推出的性质，并结合已学知识联想类比解答。 评注：类比是解答信息给予题的有效手段之一。但是，初学者易犯机械类比的毛病，有的拘泥于类比的原型而不作灵活的变通，有的任意类推而不讲规律的适用范围，结果是“画虎类狗” 例2. 某元素的最高价氧化物为，该元素的气态氢化物中氢的质量分数为8.82%，已知该元素原子核内中子数比核外电子数多1。试推断： (1)该元素的名称是_，在元素周期表中的位置是。 (2)该元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱与同周期元素最高价含氧酸的比较应为(写化学式)_。(浙江省会考题) 解：根据最高价氧化物，可知该元素气态氢化物应为。由质量分数计算：，
8、解得。所以，该元素质子数，为磷元素。 答：(1)磷；第三周期第VA族。 评注：确定R原子量的另一种方法可以由R与H原子个数比计算。即，已知1，则。要学会多向思维，形成一题多解意识。 例3. 化合物E(含两种元素)与反应，生成化合物G和。化合物G的式量约为81。G分子中硼元素(B原子量为10.8)和氢元素的质量分数分别是40%和7.4%。由此推断： (1)化合物G的化学式为_； (2)反应消耗，可生成，组成化合物E的元素是_和_； (3)恰好完全反应，化合物E的化学式为_。(上海市高考题) 解析：(1)由反应方程式：，可推知G中含N元素，G中B、N、H原子个数比为，G的最简式为，设G的化学式为，
9、则，故G的化学式为。 (2)进一步由题意量的关系：，可确定E中必含H元素，因而E由B、H元素组成。 (3)根据题意(2)、(3)物质的量的关系，可确定化学方程式中各物质的计量数。的计量数之比为1：2：4，再由观察法确定的计量数，可以写出配平的方程式：。根据质量守恒定律，则x2，y6，故E的化学式为。 评注：在化学反应中，任意反应物、生成物间的物质的量之比，就是化学方程式中各物质的计量数之比，都是简单的整数比。物质的量用于化学计算和计算推理，不仅可以使化学计算过程简化，还有利于科学思维方法的训练和化学计算技能技巧的提高。 例4. 下图为装有活塞的密闭容器，内盛22.4mL一氧化氮。若通入11.2
10、mL氧气(气体体积均在标准状况下测定)，保持温度、压强不变，则容器内的密度( )。(上海市高考题) A. 等于1.369g/L B. 等于2.054g/L C. 在1.369g/L和2.054g/L之间 D. 大于2.054g/L 解析：依据恰好反应生成。若只有生成，在标准状况下密度为，但在标准状况下，存在下列可逆反应：，m一定，但V减小，故密度大于2.054g/L。答案为D。 评注：在涉及到有关量的计算问题，一般要考虑可逆反应的存在对有关量(气体物质的量、体积、密度、式量等)的影响，这是同学们应重视的一个知识点。 例5. 在标准状况下，将混合后充满容器，倒置于水中，完全溶解，无气体剩余，若产
11、物也不扩散，则所得溶液物质的量浓度的数值范围是（ ）。（北京市海淀区测试题） 解析：抓住“气体无剩余”这一关键。若混合气中无NO，则发生的反应，5mol混合气转变为；若混合气中无，则发生的反应，7mol混合气转变为4mol，混合气中不可能缺一种，故所得的物质的量浓度的数值在之间，选C。 评注：混合物的计算中，因相对含量不定，因而结果无法确定，这时可用讨论法找出最大值和最小值，在这两个极值范围内考虑选项。第一课时课后作业 1. 关于砷元素性质的说法不正确的是（ ）A. 砷很难与氢气发生化合反应B. 砷的含氧酸有H3AsO4和H3AsO3C. 砷可以形成两种氢化物AsH3、AsH5D. 砷单质在常
12、温下为固态2. 氮气的性质是（ ）A. 只有氧化性 B. 只有还原性C. 既有氧化性又有还原性 D. 既没有氧化性又没有还原性3不属于氮的固定的变化是（ ） （A）根瘤菌把氮气转化为氨 （B）氮气和氢气在适宜条件下合成氨 （C）氮气和氧气在放电条件下合成NO （D）工业上用氨和二氧化碳合成尿素 4在汽车引擎中，N2和O2进行反应会生成污染大气的NO（N2+O2 2NO+Q），据此，有人认为废气排出后，温度即降低，NO分解，污染也就会自行消失，事实证明此说法不对，其主要原因可能是（ ） （A）常温常压下NO的分解速度很慢 （B）在空气中NO迅速变为NO2而不分解 （C）空气中N2与O2的浓度高，不利于平衡向左移动 （D）废气排出后，压强减小，不利于平衡向左移动 5利用下列方法，可以在实验室里从空气中制取氮气的是（ ） （A）把空气液化, 然后分离出氮气 （B）把空气缓缓通过加热了的铜网 （C）把空气缓缓通过加热了的镁粉 （D）把空气通过装有氢氧化钠的洗气瓶 6现有M、R两种第A族元素，下列事实不能说明M的非金属性比R强的是（ ）。 （A）酸性：H3MO4H3RO4 （B）气态氢化物稳定性：MH3RH3 （C）气态氢化物还原性
