(一)、氮族元素
1、氮族元素的原子結(jié)構(gòu)特征
相同點:最外層都是5個電子
不同點:電子層數(shù)不同
2、氮族元素在元素周期表中的位置:第VA族
3、氮族元素的性質(zhì)
(二)、氮氣
1、存在形式
在自然界中,氮元素既有游離態(tài),又有化合態(tài)?;蠎B(tài)的氮元素存在于多種無機物和有機物之中,是構(gòu)成蛋白質(zhì)和核酸不可缺少的成分。
2、分子結(jié)構(gòu)
電子式:
結(jié)構(gòu)式:N≡N
氮元素的非金屬很強,但N≡N的鍵能很大,明顯大于其他雙原子分子,故氮分子的結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定。
3、物理性質(zhì)
(1)純凈的氮氣是一種無色的氣體,密度比空氣稍小。
(2)難溶于水,通常情況下,1體積水中只能溶解約0.02體積的氮氣。
(3)在壓強為101kPa,在-195.8℃時變成無色液體,在-209.9℃時,變成雪花狀固體。
4、化學(xué)性質(zhì)
注:(1)雷雨發(fā)生與莊稼生長的關(guān)系
N2+O22NO
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO
硝酸隨雨淋灑到土壤中,并與土壤中的礦物質(zhì)作用,生成能被植物吸收的硝酸鹽。這樣就使土壤從空氣中得到氮,促進植物的生長。
(2)Mg3N2與水發(fā)生水解反應(yīng)
Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑
5、用途
(1)在工業(yè)上,N2是合成NH3,制NHO3的重要原料。
(2)作保護氣。如焊接金屬時保護金屬,燈泡中填充N2以防止鎢絲氧化或揮發(fā),低氧高氮保存糧食、水果、植物種子。
(3)液氮可作致冷劑
必修三----氮族元素 一、氮和磷 1.氮族元素:包括氮(7N)、磷、(15P)、砷(33As)、銻(51Sb)、鉍(83Bi)五種元素.氮族元素位于元素周期表中第VA族,其代表元素為氮和磷. 2.氮族元素的原子結(jié)構(gòu) (1)相似性: ①最外層電子數(shù)均為5個; ②主要化合價:氮有-3、+1、+2、+3、+4、+5價;磷和砷有-3、+3、+5價;銻、鉍有+3、+5價. (2)遞變規(guī)律:按氮、磷、砷、銻、鉍的順序,隨著核電荷數(shù)的增加,電子層數(shù)增多,原子半徑增大,失電子能力增強,得電子能力減弱,非金屬性減弱,金屬性增強.在氮族元素的單質(zhì)中,氮、磷具有較明顯的非金屬性;砷雖然是非金屬,但有一些金屬性;銻、鉍為金屬. 3.氮族元素單質(zhì)的物理性質(zhì) N2 P As Sb Bi 顏色 無色 白磷:白色或黃色 紅磷:紅棕色 灰砷:灰色 銀白色 銀白色或微顯紅色 狀態(tài) 氣體 固體 固體 固體 固體 密度 逐 漸 增 大 熔點、沸點 先按N2、P、As的順序逐漸升高,而后按Sb、Bi的順序逐漸降低 (一).氮氣 1.(1)氮元素在自然界中的存在形式:既有游離態(tài)又有化合態(tài).空氣中含N2 78%(體積分?jǐn)?shù))或75%(質(zhì)量分?jǐn)?shù));化合態(tài)氮存在于多種無機物和有機物中,氮元素是構(gòu)成蛋白質(zhì)和核酸不可缺少的元素. (2)氮氣的物理性質(zhì):純凈的氮氣是無色氣體,密度比空氣略小.氮氣在水中的溶解度很小.在常壓下,經(jīng)降溫后,氮氣變成無色液體,再變成雪花狀固體. (3)氮氣的分子結(jié)構(gòu):氮分子(N2)的電子式為 ,結(jié)構(gòu)式為N≡N.由于N2分子中的N≡N鍵很牢固,所以通常情況下,氮氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不活潑. (4)氮氣的化學(xué)性質(zhì): ①N2與H2化合生成NH3 N2 +3H2 2NH3(該反應(yīng)是一個可逆反應(yīng),是工業(yè)合成氨的原理.) ②N2與O2化合生成NO: N2 + O2 2NO (在閃電或行駛的汽車引擎中會發(fā)生以上反應(yīng).) (5)氮氣的用途 ①合成氨,制硝酸; ②代替稀有氣體作焊接金屬時的保護氣,以防止金屬被空氣氧化; ⑧在燈泡中填充氮氣以防止鎢絲被氧化或揮發(fā); ④保存糧食、水果等食品,以防止腐爛; ⑤醫(yī)學(xué)上用液氮作冷凍劑,以便在冷凍麻醉下進行手術(shù); ⑥利用液氮制造低溫環(huán)境,使某些超導(dǎo)材料獲得超導(dǎo)性能. 2.NO、NO2性質(zhì)的比較 氮的氧化物 一氧化氮(NO) 二氧化氮(NO2) 物理性質(zhì) 為無色、不溶于水、有毒的氣體 為紅棕色、有刺激性氣味、有毒的氣體,易溶于水 化學(xué)性質(zhì) ①極易被空氣中的O2氧化: 2NO + O2= 2NO2 ②NO中的氮為+2價,處于中間價態(tài),既有氧化性又有還原性 與H2O反應(yīng):3NO2 + H2O=2HNO3 + NO (工業(yè)制HNO3原理.在此反應(yīng)中,NO2同時作氧化劑和還原劑) 3.自然界中硝酸鹽的形成過程 (1)電閃雷鳴時:N2+O2 2NO (2) 2NO + O2= 2NO2 (3)下雨時:3NO2 + H2O=2HNO3 + NO (4)生成的硝酸隨雨水淋灑到土壤中,并與土壤中的礦物作用生成能被植物吸收的硝酸鹽. 4.光化學(xué)煙霧:NO、NO2有毒,是大氣的污染物.空氣中的NO、NO2污染物主要來自于石油產(chǎn)品和煤燃燒的產(chǎn)物、汽車尾氣以及制硝酸工廠的廢氣.NO2在紫外線照射下,發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生一種有毒的煙霧——光化學(xué)煙霧.因此,NO2是造成光化學(xué)煙霧的主要因素.光化學(xué)煙霧刺激呼吸器官,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:自然界中無游離態(tài)的磷.化合態(tài)的磷主要以磷酸鹽的形式存在于礦石中.動物的骨骼、牙齒和神經(jīng)組織,植物的果實和幼芽,生物的細(xì)胞里都含有磷. (2)單質(zhì)磷的化學(xué)性質(zhì): ①與O2反應(yīng): 4P+5O2 2P2O5 ②磷在C12中燃燒: 2P+3C12(不足量) 2PCl3 2P+5Cl2(足量) 2PCl5 2.磷的同素異形體——白磷與紅磷 磷的同素異形體 白磷 紅磷 說明 物 理 性 質(zhì) 顏色、狀態(tài) 無色蠟狀固體 紅棕色粉末 ①白磷與紅磷的結(jié)構(gòu)不同是物理性質(zhì)存在差別的原因②由兩者物理性質(zhì)的不同,證明了白磷與紅磷是不同的單質(zhì) 密度(g?cm-3) 1.82 2.34 溶解性 不溶于水,溶于CS2 不溶于水,也不溶于CS2 毒 性 劇 毒 無 毒 著火點 40℃(白磷受到輕微的摩擦就會燃燒;常溫時,白磷可被氧化而發(fā)光) 240℃ 化學(xué)性質(zhì) 白磷、紅磷在空氣中燃燒,都生成白色的P2O5 白磷與紅磷燃燒都生成P2O5,證明它們都是由磷元素形成的單質(zhì) 相互轉(zhuǎn)化 白磷 紅磷 證明白磷與紅磷所含元素相同——互為同素異形體 保存方法 密封保存,少量白磷保存在水中 密封保存,防止吸濕 切削白磷應(yīng)在水中進行 用 途 制造高純度磷酸;制造燃燒彈、煙幕彈 制造高純度磷酸;制農(nóng)藥、安全火柴 3.五氧化二磷、磷酸 (1)五氧化二磷的性質(zhì):五氧化二磷是白色粉末狀固體,極易吸水(因此可作酸性氣體的干燥劑).P2O5是酸性氧化物,與水反應(yīng): P2O5+3H2O 2H3PO4 (2)磷酸的性質(zhì)、用途:磷酸(H3PO4)是一種中等強度的三元酸,具有酸的通性.磷酸主要用于制造磷肥,也用于食品、紡織等工業(yè). 4.氮、磷元素及其單質(zhì)、化合物性質(zhì)的比較 元素 氮(N) 磷(P) 自然界中存在的形式 游離態(tài)和化合態(tài) 只有化合態(tài) 單質(zhì)與O2化合的情況 N2+O2 2NO(易) 4P+5O2 2P2O5(難) 單質(zhì)與H2化合的情況 N2 +3H2 2NH3 2P(蒸汽) + 3H2 2PH3 單質(zhì)的化學(xué)活潑性及原因 單質(zhì)活潑性:N2PH3 最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性 HNO3>。
(一)、氮族元素1、氮族元素的原子結(jié)構(gòu)特征 相同點:最外層都是5個電子 不同點:電子層數(shù)不同2、氮族元素在元素周期表中的位置:第VA族3、氮族元素的性質(zhì)(二)、氮氣1、存在形式 在自然界中,氮元素既有游離態(tài),又有化合態(tài)。
化合態(tài)的氮元素存在于多種無機物和有機物之中,是構(gòu)成蛋白質(zhì)和核酸不可缺少的成分。2、分子結(jié)構(gòu) 電子式: 結(jié)構(gòu)式:N≡N 氮元素的非金屬很強,但N≡N的鍵能很大,明顯大于其他雙原子分子,故氮分子的結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定。
3、物理性質(zhì) (1)純凈的氮氣是一種無色的氣體,密度比空氣稍小。 (2)難溶于水,通常情況下,1體積水中只能溶解約0.02體積的氮氣。
(3)在壓強為101kPa,在-195.8℃時變成無色液體,在-209.9℃時,變成雪花狀固體。4、化學(xué)性質(zhì)注:(1)雷雨發(fā)生與莊稼生長的關(guān)系 N2+O22NO 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO 硝酸隨雨淋灑到土壤中,并與土壤中的礦物質(zhì)作用,生成能被植物吸收的硝酸鹽。
這樣就使土壤從空氣中得到氮,促進植物的生長。 (2)Mg3N2與水發(fā)生水解反應(yīng) Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑5、用途 (1)在工業(yè)上,N2是合成NH3,制NHO3的重要原料。
(2)作保護氣。如焊接金屬時保護金屬,燈泡中填充N2以防止鎢絲氧化或揮發(fā),低氧高氮保存糧食、水果、植物種子。
(3)液氮可作致冷劑。
一、硫的物性淡黃色的晶體,質(zhì)脆,不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳 二、硫的化學(xué)性質(zhì)1、與金屬的反應(yīng)2Cu+S===Cu2S(黑色不溶于水) Fe+S=====FeS(黑色不溶于水)(多價金屬與硫單質(zhì)反應(yīng),生成低價金屬硫化物)2、與非金屬的反應(yīng)點燃 S+O2=====SO2 S+H2=====H2S第二節(jié) 硫的氫化物和氧化物一、硫的氫化物―――硫化氫1、硫化氫的的理性質(zhì)H2S是一種具有臭雞蛋氣味、無色、有劇毒的氣體,能溶于水,常溫常壓1體積水能溶解2.6體積的硫化氫。
2、硫化氫的化學(xué)性質(zhì):熱不穩(wěn)定性 H2S====H2+S點燃 可燃性 2H2S+3O2===2H2O+2SO2 (完全燃燒)(火焰淡藍(lán)色) 2H2S+O2===2H2O+2S (不完全燃燒)還原性 SO2+2H2S=2H2O+3S3、氫硫酸 硫化氫的水溶液是一中弱酸,叫氫硫酸,具有酸的通性和還原性。二、硫的氧化物1、物理性質(zhì):二氧化硫是一種無色有刺激性氣味有毒的氣體,易溶于水,常溫常壓1體積水可溶解40體積的二氧化硫;三氧化硫是一種沒有顏色易揮發(fā)的晶體,熔沸點低。
2、化學(xué)性質(zhì)二氧化硫是一種酸性氧化物,與水直接化合生成亞硫酸,是亞硫酸的酸酐,二氧化硫具有漂白作用,可以使品紅溶液腿色,但漂白不穩(wěn)定。SO2+H2O ==== H2SO3 (這是一個可逆反應(yīng),H2SO3是一種弱酸,不穩(wěn)定,容易分解成水和二氧化硫。)
3、二氧化硫的制法 Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2↑第三節(jié) 硫酸的工業(yè)制法――接觸法一、方法和原料方法:接觸法原料:黃鐵礦(主要成份是FeS2)、空氣、水和濃硫酸二、反應(yīng)原理和生產(chǎn)過程步驟 主要反應(yīng) 主要設(shè)備點燃 二氧化硫制取和凈化 4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2 沸騰爐二氧化硫氧化成三氧化硫 2SO2+O2===2SO3 接觸室三氧化硫氧吸收硫酸生成 SO3+H2O=H2SO4 吸收塔思考:1、為什么制得二氧化硫時要凈化?(為了防止催化劑中毒)2、為什么吸收三氧化硫時用濃硫酸作吸收劑而不用水呢?(用水吸收時易形酸霧,吸收速度慢,不利于吸收,而用濃硫酸吸收時不形成酸霧且吸收干凈,速度快。)第四節(jié) 硫酸 硫酸鹽一、濃硫酸的物理性質(zhì)98.3%的硫酸是無色粘稠的液體,密度是1.84g/mL,難揮發(fā),與水以任意比互溶二、濃硫酸的特性脫水性 與蔗糖等有機物的炭化 吸水性―用作干燥劑 強氧化性2H2SO4(濃)+Cu===CuSO4+2H2O+SO2↑(此反應(yīng)表現(xiàn)H2SO4(濃)具有氧化性又有酸性)H2SO4(濃)+C=CO2↑+H2O+2SO2↑(此反應(yīng)只表現(xiàn)H2SO4(濃)的氧化性)注:H2SO4(濃)可使鐵、鋁發(fā)鈍化,故H2SO4(濃)可鐵或鋁容器貯存四、硫酸鹽1、硫酸鈣CaSO4 石膏CaSO4.2H2O 熟石膏2CaSO4.H2O(用作繃帶、制模型等)2、硫酸鋅ZnSO4 皓礬ZnSO4.7H2O(作收斂劑、防腐劑、媒染劑 )3、硫酸鋇BaSO4,天然的叫重晶石,作X射線透視腸胃內(nèi)服藥劑,俗稱鋇餐。
4、CuSO4.5H2O, 藍(lán)礬或膽礬,F(xiàn)eSO4.7H2O,綠礬五、硫酸根離子的檢驗先加鹽酸酸化后加氯化鋇溶液,如果有白色沉淀,則證明有硫酸根離子存在。(一)、氮族元素1、氮族元素的原子結(jié)構(gòu)特征相同點:最外層都是5個電子 不同點:電子層數(shù)不同2、氮族元素在元素周期表中的位置:第VA族3、氮族元素的性質(zhì)(二)、氮氣1、存在形式 在自然界中,氮元素既有游離態(tài),又有化合態(tài)。
化合態(tài)的氮元素存在于多種無機物和有機物之中,是構(gòu)成蛋白質(zhì)和核酸不可缺少的成分。2、分子結(jié)構(gòu) 電子式: 結(jié)構(gòu)式:N≡N 氮元素的非金屬很強,但N≡N的鍵能很大,明顯大于其他雙原子分子,故氮分子的結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定。
3、物理性質(zhì) (1)純凈的氮氣是一種無色的氣體,密度比空氣稍小。 (2)難溶于水,通常情況下,1體積水中只能溶解約0.02體積的氮氣。
(3)在壓強為101kPa,在-195.8℃時變成無色液體,在-209.9℃時,變成雪花狀固體。4、化學(xué)性質(zhì)注:(1)雷雨發(fā)生與莊稼生長的關(guān)系 N2+O22NO 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO 硝酸隨雨淋灑到土壤中,并與土壤中的礦物質(zhì)作用,生成能被植物吸收的硝酸鹽。
這樣就使土壤從空氣中得到氮,促進植物的生長。 (2)Mg3N2與水發(fā)生水解反應(yīng) Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑5、用途 (1)在工業(yè)上,N2是合成NH3,制NHO3的重要原料。
(2)作保護氣。如焊接金屬時保護金屬,燈泡中填充N2以防止鎢絲氧化或揮發(fā),低氧高氮保存糧食、水果、植物種子。
(3)液氮可作致冷劑。
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