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1、第三部分元素及其化合物第三部分元素及其化合物专题十五十五 氮氮 族族 元元 素复素复习考点阐释1.1.了解氮气的分子结构和化学性质，了解氮的氧化了解氮气的分子结构和化学性质，了解氮的氧化物（物（NONO、NO2NO2）的性质及其对大气的污染与防止方）的性质及其对大气的污染与防止方法，掌握硝酸的物理性质和化学性质。法，掌握硝酸的物理性质和化学性质。2.2.掌握氨的分子结构、物理性质、化学性质、实验掌握氨的分子结构、物理性质、化学性质、实验室制法等，掌握氨水的成分及主要性质（弱碱性）室制法等，掌握氨水的成分及主要性质（弱碱性），了解铵盐的性质与用途。，了解铵盐的性质与用途。3.3.了解磷的同素异形
2、体（白磷、红磷），单质磷的了解磷的同素异形体（白磷、红磷），单质磷的化学性质，磷酸盐和磷肥的性质、用途。化学性质，磷酸盐和磷肥的性质、用途。一、氮族元素在周期表中的位置和原子结构一、氮族元素在周期表中的位置和原子结构第第VA族：族：一、氮族元素在周期表中的位置和原子结构一、氮族元素在周期表中的位置和原子结构1相似性：相似性： (1) 最外层均为最外层均为_个电子，能结合个电子，能结合_个电子达到稳定个电子达到稳定(2)最高价氧化物通式：最高价氧化物通式：_ (3)氢化物：氢化物：_(4)最高价氧化物对应水化物：最高价氧化物对应水化物：_(5) 主要化合价：主要化合价： 氮氮_ 磷和砷：磷和砷：
3、_锑和铋：锑和铋：_NPAsSbBi氮氮磷磷砷砷锑锑铋铋+15285+33 2 8 185+51 2 8 18 18 5+832 8 18 32 18 5+72553R2O5RH3 (Sb、Bi金属无负价金属无负价)H3RO4、HRO3 -3、+1、+2、+3、+4、+5-3、+3、+5+3、+52递变性：递变性： (1)元素从非金属过渡到金属元素从非金属过渡到金属 (2)元素的非金属性：元素的非金属性：_、金属性：、金属性：_(3) 气态氢化物稳定性：气态氢化物稳定性：_(4)最高价氧化物对应水化物酸性：最高价氧化物对应水化物酸性：_ NPAsBiSbNH3PH3AsH3HNO3H3PO4H
4、3AsO4 3单质的性质：单质的性质： 颜色：颜色： 状态：状态： 密度：密度： 熔沸点：熔沸点：无色无色白（黄或红棕色）白（黄或红棕色）灰色灰色银白色银白色 银白色（微红）银白色（微红） 气气固固 逐渐增大逐渐增大小小大大小小二、氮气二、氮气 1物理性质物理性质 纯净的氮气是一种纯净的氮气是一种_的的气体气体，_溶于水，溶于水，_液化，密度比空气略小液化，密度比空气略小(与空气密度相近，只能用与空气密度相近，只能用_ 收集收集N2)。2N2的结构的结构 电子式：电子式：NN结构式：结构式：无色无味无色无味难难难难排水法排水法3化学性质：化学性质： 常温下比较稳定常温下比较稳定(1)与与氢气的
5、反气的反应(放放热反反应)合成氨合成氨 N2 + 3H2 2NH3(2)与金属反与金属反应3Mg + N2 Mg3N26Na + N2 2Na3N(3)与与O2反应反应 N2 + O2 2NO (无色无色) 放电放电2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO NO：无色无色、无味无味的的难溶于水难溶于水的有毒气体。的有毒气体。 NO2：红棕色红棕色、有刺激性气味的、有刺激性气味的易溶于水易溶于水的有毒气体的有毒气体 4氮的固定氮的固定定义：定义：将空气中将空气中游离态游离态的氮转变为的氮转变为化合态化合态的氮的方法的氮的方法 (1) 人工固氮人工固氮：5存在
6、：存在： 氮元素主要以氮元素主要以游离态游离态存在于空气中存在于空气中以以化合态化合态形式存在于无机物中及有机物中形式存在于无机物中及有机物中生物固氮：生物固氮：(2) 天然固氮天然固氮雷电：雷电：N2 + O2 2NO 放电催化剂高温高压N2 + 3H2 2NH36用途：用途：(1)是合成氨、制硝酸的重要原料是合成氨、制硝酸的重要原料 (2)保护气：焊接金属；灯泡的填充气体；保存粮保护气：焊接金属；灯泡的填充气体；保存粮 食、罐头、水果食、罐头、水果 (3)医学上，用液氮作冷冻剂医学上，用液氮作冷冻剂(4)高科技领域中用液氮制造低温环境。高科技领域中用液氮制造低温环境。 空气空气降温加压降温
7、加压液态液态蒸发蒸发N2O2七、制备七、制备工业上：工业上：空气空气N2CO2N2C，碱碱实验室：实验室：一种是将一种是将NHNH3 3通通过灼灼热的的CuOCuO，2NH3 + 3CuO N2 + 3Cu + 3H2O 另一方法：另一方法：NH4Cl饱和溶液和饱和溶液和NaNO2饱和溶液混合加热饱和溶液混合加热 NHNH4 4Cl + NaNOCl + NaNO2 2NaCl+N2+2H2O三、氮的氧化物三、氮的氧化物 属于酸酐的只有属于酸酐的只有 N2O3 N2O51、化合价：、化合价：+1 +2 +3 +4 +5N2O（笑气）（笑气） NO N2O3 NO2、N2O4 N2O5无色无色
8、红棕色、无色红棕色、无色2、对比、对比NO、NO2NONO2色态色态毒性毒性与水反应与水反应与与O2反应反应与水、与水、O2其它反应其它反应 制法制法收集收集尾气处理尾气处理无色气体无色气体红棕色气体红棕色气体有毒有毒有毒有毒3NO3NO2 2 + H + H2 2O = 2HNOO = 2HNO3 3 + NO + NO 4NO+3O4NO+3O2 2+2H+2H2 2O=4HNOO=4HNO3 34NO4NO2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O=4HNOO=4HNO3 32NO2NO2 2 N N2 2O O4 43Cu+8HNO3Cu+8HNO3 3( (稀稀)=)= 3Cu(NO
9、3Cu(NO3 3) )2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O Cu+4HNO Cu+4HNO3 3( (浓浓)=)= Cu(NO Cu(NO3 3) )2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O O排水法排水法向上排气法向上排气法NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO + O2 = 2NO23、NO、NO2对环境的污染：对环境的污染：光化学烟雾光化学烟雾酸雨酸雨石油产品和煤燃烧的产物石油产品和煤燃烧的产物汽车尾气汽车尾气制硝酸的工厂制硝酸的工厂污染源污染源危害危害想想看：想想看：4、二氧化氮和溴蒸气的鉴别、二氧化氮和溴蒸气的鉴别 NONO2 2和溴蒸气在性质上的和
10、溴蒸气在性质上的相似之处相似之处：A A均有氧化性均有氧化性 B B溶于水后溶液呈酸性溶于水后溶液呈酸性 C C能与碱溶液反应能与碱溶液反应 D. D. 颜色均为红棕色刺激性气味颜色均为红棕色刺激性气味 鉴别两者不能用淀粉鉴别两者不能用淀粉KIKI试纸、碱性溶液等试纸、碱性溶液等。NONO2 2和溴蒸气在性质上的和溴蒸气在性质上的差异之处差异之处：A A通入水中，通入水中，NONO2 2溶于水发生反应后溶液无色溶于水发生反应后溶液无色 而溴蒸气溶于水溶液呈橙色而溴蒸气溶于水溶液呈橙色B B通入通入AgNOAgNO3 3溶液，有淡黄色沉淀生成的为溴蒸气溶液，有淡黄色沉淀生成的为溴蒸气 C C通入
11、通入CClCCl4 4有机溶剂中，有机溶剂中， 溶于溶于CClCCl4 4而且而且CClCCl4 4溶液呈溶液呈 橙红色的为橙红色的为BrBr2 2( (气气) ) D D将盛有溴蒸气和将盛有溴蒸气和NONO2 2气体试管放入冷水中冷却，气气体试管放入冷水中冷却，气 体颜色变浅的为体颜色变浅的为NONO2 2 若将若将NO2和和O2同时通入水中的反应是什么？同时通入水中的反应是什么？NO与与O2？3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2 2+得：得：4NO2 + O2 +2H2O = 4HNO3 同理同理2+3得：得：4NO + 3O2 + 2H2O =
12、4HNO3 想想看：想想看： 标况下，将一充满标况下，将一充满NO2的试管倒立于盛有足量水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的水槽中，充分反应后，若不考虑试管内物质向外扩散，求：扩散，求：（1）试管中液面上升的高度与试管总长度的比值；）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。）试管中溶液的物质的量浓度。考考你考考你解析：解析：(2)c(HNO3)=0.045追问追问：若充满：若充满NO2和和O2，水充满试管，物质不向，水充满试管，物质不向外扩散？外扩散？ 1 1、将充满、将充满NONO和和NONO2 2的混合气体的混合气体45mL
13、45mL的试管，倒立的试管，倒立于水中，一段时间后，气体的体积为于水中，一段时间后，气体的体积为35mL35mL，原混，原混合气体中，合气体中，NONO和和NONO2 2的体积比为（的体积比为（ ）A A2:12:1 B B2:72:7 C C7:2 D7:2 D9:79:7练一练练一练解析：解析： 3NO3NO2 2 + H + H2 2O = 2HNOO = 2HNO3 3 + NO V + NO V3 1 23 1 2 V V（NONO2 2) 10mL) 10mLV(NOV(NO2 2)=15mL V(NO)=45-15=30mL)=15mL V(NO)=45-15=30mLA2、同温
14、同压下，在、同温同压下，在3支相同体积的试管中分别支相同体积的试管中分别充有等体积混合的充有等体积混合的2种气体，它们是种气体，它们是NO和和NO2NO2和和O2NH3和和N2。现将。现将3支试管均倒支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是，则下列关系正确的是（ ）A.V1V2V3B.V1V3V2C.V2V3V1D.V3V1V2B3 3、将、将VmLNOVmLNO和和NONO2 2的混合气体通过足量的水，的混合气体通过足量的水，充分反应后，得到一定体积的无色气体充分反应后，得到一定体积的无
15、色气体A A，将此无色气体将此无色气体A A与等体积的与等体积的O O2 2混合，充分反混合，充分反应后，再通过足量的水，充分反应后还能应后，再通过足量的水，充分反应后还能收集到收集到5mL5mL无色气体（以上气体的体积均在无色气体（以上气体的体积均在相同条件下测定）。试回答：相同条件下测定）。试回答：（1 1）A A是，其体积是是，其体积是mLmL；（2 2）计算确定）计算确定V V的取值范围。的取值范围。NO2020V3Na3PO4(NaOH过量过量)Na3PO4、Na2HPO42N31N2NaH2PO4(H3PO4过量过量)Na2HPO4、 NaH2PO4N14 4、氮和磷的比较、氮和磷
16、的比较氮的非金属性比磷氮的非金属性比磷 氮气的活泼性比磷氮气的活泼性比磷强强弱弱？例题例题1 1浅绿色的浅绿色的Fe（NO3）2溶液中存在着如下的溶液中存在着如下的平衡：平衡：Fe2+2H2O=Fe（OH）2+2H+若往此溶液中加入盐酸，则溶液的颜色若往此溶液中加入盐酸，则溶液的颜色（）A、绿色变深、绿色变深B、变得更浅、变得更浅C、变黄绿色、变黄绿色D、不变、不变解解 题题 方方 法法 指指 导导错误解答错误解答选选A。由于硝酸亚铁溶液中存在水解。由于硝酸亚铁溶液中存在水解平衡，当往该溶液中加入盐酸时，促使水解平衡平衡，当往该溶液中加入盐酸时，促使水解平衡向左移动。使得溶液中的亚铁离子浓度增
17、大。因向左移动。使得溶液中的亚铁离子浓度增大。因此溶液的浅绿色加深。此溶液的浅绿色加深。错误原因错误原因忽视硝酸根离子在酸性条件下强氧化忽视硝酸根离子在酸性条件下强氧化性，使得在加入盐酸时，亚铁离子被氧化。性，使得在加入盐酸时，亚铁离子被氧化。正确解答正确解答由于硝酸根离子在酸性条件下显强氧化性。当由于硝酸根离子在酸性条件下显强氧化性。当往硝酸亚铁溶液中加入盐酸时，溶液中的亚铁往硝酸亚铁溶液中加入盐酸时，溶液中的亚铁离子被氧化为铁离子，因此溶液呈黄绿色。故离子被氧化为铁离子，因此溶液呈黄绿色。故正确选项为正确选项为C。变黄绿色变黄绿色例题例题2 2同主族元素形成的同一类化合物往往在结构同主族元
18、素形成的同一类化合物往往在结构和性质上很相似。化合物和性质上很相似。化合物PH4I是一种白色晶是一种白色晶体，下列对体，下列对PH4I的叙述不正确的是（的叙述不正确的是（）A、它是一种共价化合物、它是一种共价化合物B、加热时、加热时PH4I可以分解，而且有颜色变化可以分解，而且有颜色变化C、它可以跟、它可以跟NaOH反应反应D、它可由、它可由PH3和和HI化合而成化合而成解解 题题 方方 法法 指指 导导错误解答错误解答选选A、B。根据题目信息，。根据题目信息，PH4I的的结构和性质和结构和性质和NH4Cl一样，而一样，而NH4Cl是一种离是一种离子化合物，在一定条件下会分解为子化合物，在一定
19、条件下会分解为NH3和和HCl，也可以有，也可以有NH3和和HCl反应得到反应得到NH4Cl；且；且NH4Cl会和碱反应。会和碱反应。错误原因错误原因机械简单地迁移。在注重共性的同机械简单地迁移。在注重共性的同时，忽略差异性一面。时，忽略差异性一面。正确解答正确解答分析同分析同“错误解答错误解答”。应该注意的。应该注意的是，是，PH4I分解生成分解生成PH3和和HI，HI在加热条件下在加热条件下会分解生成会分解生成H2和有颜色的和有颜色的I2（注意：（注意：NH4Cl分解分解生成生成NH3和和HCl，HCl不容易分解）。因此不容易分解）。因此B是是正确的。正确的。 本题只有本题只有A A选项符
20、合题意。选项符合题意。例题例题3 3某元素某元素R硝酸盐的相对分子质量为硝酸盐的相对分子质量为m，该元素，该元素相同价态的硫酸盐的相对分子质量为相同价态的硫酸盐的相对分子质量为n，则该，则该元素的可能化合价是（元素的可能化合价是（）A、（、（m-n）/14B、（、（n-m）/14C、（、（2m-n）/28D、（、（n-2m）/28解解 题题 方方 法法 指指 导导错误解答错误解答假设该元素化合价为假设该元素化合价为x，则硝酸，则硝酸盐化学式为盐化学式为R（NO3）x，硫酸盐化学式为，硫酸盐化学式为R2（SO4）x。根据相对分子质量的概念，该元。根据相对分子质量的概念，该元素的硝酸盐、硫酸盐的相
21、对分子质量分别为素的硝酸盐、硫酸盐的相对分子质量分别为R+62x、2R+96x，结合题目给出的两种分子，结合题目给出的两种分子的相对分子质量依次为的相对分子质量依次为m、n，可推知，可推知k值为值为（2m-n）/28，答案为，答案为C。错误原因错误原因没有考虑该元素化合价为偶数的没有考虑该元素化合价为偶数的情况。当情况。当x为偶数时，硫酸盐的化学式应该是为偶数时，硫酸盐的化学式应该是R（SO4）x/2。正确解答正确解答假设该元素化合价为假设该元素化合价为x，若若x x为奇数为奇数，则硝酸盐化学式为则硝酸盐化学式为R（NO3）x，硫酸盐的化学式，硫酸盐的化学式为为R2（SO4）x。则该元素的硝酸
22、盐、硫酸盐的相。则该元素的硝酸盐、硫酸盐的相对分子质量分别为对分子质量分别为R+62x、2R+96x，结合题目给，结合题目给出的两种分子的相对分子质量依次为出的两种分子的相对分子质量依次为m、n，可，可推知推知x值为（值为（2m-n）/28，答案为，答案为C；当当x x为偶数时为偶数时，则硝酸盐的化学式为则硝酸盐的化学式为R（NO3）x，硫酸盐的化学，硫酸盐的化学式为式为R（SO4）x/2。则该元素的硝酸盐、硫酸盐。则该元素的硝酸盐、硫酸盐的相对分子质量分别为的相对分子质量分别为R+62x、R+48x，结合题，结合题目给出的两种分子的相对分子质量依次为目给出的两种分子的相对分子质量依次为m、n
23、，可推知，可推知x值为（值为（m-n）/14，正确答案为正确答案为A A、C C。例题例题4 4铜与铜与1mol/L的硝酸反应，如果硝酸根的的硝酸反应，如果硝酸根的浓度下降浓度下降0.2mol/L,则溶液中的则溶液中的c（H+）同）同时下降（时下降（）A0.2mol/LB.0.4mol/LC.0.6mol/LD.0.8mol/L解解 题题 方方 法法 指指 导导错误解答错误解答假设溶液的体积为假设溶液的体积为1L。因为硝。因为硝酸根离子浓度下降了酸根离子浓度下降了0.2mol/L，因此反应中，因此反应中有有0.2mol的硝酸参加反应。由于硝酸中的硝酸参加反应。由于硝酸中H+与与NO3之比为之比
24、为1:1,因此消耗的因此消耗的H+的物质的量的物质的量为为0.2mol,下降的浓度为下降的浓度为0.2mol/L.错解原因错解原因误把被氧化的硝酸当作参与反误把被氧化的硝酸当作参与反应的硝酸应的硝酸. 正确解答正确解答 由由于于硝硝酸酸被被还还原原生生成成NO,因因此此硝硝酸酸根根离离子子浓浓度度 会会 减减 小小 .根根 硝硝 酸酸 与与 铜铜 反反 应应 的的 离离 子子 方方 程程 式式:3Cu+8H+2NO3=3Cu2+2NO+4H2O,反反应应中中消消耗耗的的硝硝酸酸根根离离子子与与氢氢离离子子的的物物质质的的量量之之比比为为1:4因因此此正正确确选选项项为为（0.8mol/L）.或
25、或者者：由由于于硝硝酸酸根根离离子子转转化化为为NO，在在转转化化过过程程中中，每每个个NO3失失去去了了两两个个O，与与4个个H+结结合合转转化化为为H2O。因因此此当当硝硝酸酸根根离离子子浓浓度度减减小小0.2mol/L时时，H+的的浓浓度度减小减小0.8mol/L.例题例题5 5在某在某100ml的混合液中，硝酸和硫酸的物的混合液中，硝酸和硫酸的物质量浓度分别是质量浓度分别是0.4mol/L,0.1mol/L,向该向该混合液中加入混合液中加入1.92g铜粉铜粉,加热加热,待充分反应待充分反应后后,所得溶液中铜离子物质量浓度是所得溶液中铜离子物质量浓度是(mol/L):A0.15B0.22
26、5C0.35D0.45解解 题题 方方 法法 指指 导导错误解答错误解答A错解原因错解原因由由3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO+4H2O，题目中给出的硝酸的物质的量为题目中给出的硝酸的物质的量为0.04mol，因此，参与反应的因此，参与反应的Cu的物质的量为的物质的量为0.015mol，因此答案为，因此答案为A。解题时忽略溶液中仍然存。解题时忽略溶液中仍然存在在H+，在该条件下，生成的，在该条件下，生成的Cu（NO3）2中的中的硝酸根离子要和铜继续反应。硝酸根离子要和铜继续反应。 正确解答正确解答 根据根据3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O38230.030.0
27、60.04XX=3*0.06/8=0.0225mol因此，因此，铜离子浓度为铜离子浓度为0.225mol/L0.225mol/L例题例题6 6为了测定某铜银合金成分，将为了测定某铜银合金成分，将30g合金合金完全溶于完全溶于80ml13.5mol/L的浓硝酸中，的浓硝酸中，待反应完全后，收集到待反应完全后，收集到6.72L气体气体(标况标况),并测得溶液中并测得溶液中H+浓度是浓度是1mol/L.假设反假设反应后溶液体积仍为应后溶液体积仍为80ml,求合金中银的求合金中银的质量分数质量分数.解解 题题 方方 法法 指指 导导错误解答错误解答假设银的质量分数为假设银的质量分数为x，则：，则：Ag
28、+2HNO3=AgNO3+NO2+H2O30x/10860x/10830x/108Cu+4HNO3=Cu（NO3）2+2NO2+2H2O30（1-x）/64120（1-x）/6460（1-x）/64根据气体体积关系有：根据气体体积关系有：30x/108+60（1-x）/64=0.3，解得，解得x或根据或根据HNO3量的关系有：量的关系有：60x/108+120（1-x）/64=0.08（13.5-1），解得），解得x错解原因错解原因没有考虑到硝酸浓度的变化。没有考虑到硝酸浓度的变化。 正确解答正确解答 假假设设铜铜、银银的的物物质质的的量量依依次次为为X、Y，则则有有 64X+108Y=30（
29、 固固 体体 质质 量量 关关 系系 ）另另有有2X+Y+0.3=0.08（13.5-1）（硝硝酸酸中中N的的守守恒恒），从从而而得得到到X=0.1molX=0.1mol，即即银银的的质量为质量为23.6g23.6g质量分数为质量分数为78.7%78.7% 1、红磷放在氯气中燃烧，若、红磷放在氯气中燃烧，若P与与Cl2按物质按物质的量之比的量之比1：1.8混合，待反应完全后，则生混合，待反应完全后，则生成物中成物中PCl3和和PCl5的物质的量之比为的物质的量之比为_2、向、向500ml浓度为浓度为1mol/L的的H3PO4溶液中溶液中混入混入400ml浓度为浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，的氢氧化钠溶液，反应生成的盐是（反应生成的盐是（ ）ANa3PO4和和NaH2PO4 BNa3PO4和和Na2HPO4 CNa2HPO4和和NaH2PO4 D只有只有Na2HPO4练习练习7：3C
