氮族元素知识点整理

氮族元素知识点整理

氮族元素,第V主族: 元素符号 氮N 磷P 砷As 锑Sb 铋Bi 核电荷数 7 15 33 51 83 电子层结构 2 5 2 8 5 2 8 18 5 2 8 18 18 5 2 8 18 32 18 5 原子半径pm 70 110 121 141 152 主要化合价 -3、+1、+2、+3、+4、+5 -3、+3、+5 -3、+3、+5 +3、+5 +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 :较弱的金属性与非金属性 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与卤族元素弱 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:

用元素符号与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,N2的化学性质很不活泼,很难跟其她物质发生化学反应

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一定条件下(高温、放电),获得足够能量,能跟H2、O2、金属等反应 四、化学性质:

1、与H2反应:

N2+ 3H2 高温高压 2NH3 + Q (工业合成氨)

,不一定就是吸热反应 【注】反应要加热催化剂 2、与O2反应:

??2NO (无色、有毒、不溶于水) N2?O2??3、与金属反应:

高温时,N2能跟钾、钠、镁、钙、锶、钡等金属化合 -3

放电3Mg?N2?高温???Mg3N2 (式量100:CaCO3、KHCO3)

氮化镁、灰色

【镁在空气中燃烧】3Mg?N2?高温???Mg3N2 (微量)

2Mg?O2?点燃???2MgO (主要产物,因O2比N2活泼)

△2Mg?CO2???2MgO?C

【氮化镁遇水】

(非氧化还原) Mg3N2?6H2O???3Mg（OH）2??2NH3?

五、用途

1、 利亚N2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 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

生物固氮 自然固氮 大气固氮 固氮 途径 化学模拟生物固氮 人工固氮 工业固氮 氮族元素知识点整理

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)

N2?O2?放电???2NO

2NO?O2???2NO2 3NO2?H2O???2HNO3?NO

3、工业固氮——“先合成氨,再生产各种化肥”

N2 + 3H2 高温高压 2NH3

氨NH3

催化剂 一、氨分子的结构:

氮的气态氢化物

分子式:NH3

HNH电子式:

HHNHH

结构式:

分子空间构型:三角锥形

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/L 3、极易溶于水(1:700),形成氨水 难溶 H2、CO 不易溶 N2＜O2 能(可)溶 CO2 1:1 Cl2 1:2 H2S 1:2、6

氮原子位于锥顶,3个氢原子位于锥底,键角107°18′,极性分子

易溶 SO2 1:40 极易溶 HCl 1:500 NH3 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

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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 滴管中液体 Cl2 浓NaOH CO2 浓NaOH H2S 浓NaOH NO2+NO 浓NaOH HCl H2O 4、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:Cl2、SO2、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:

NH3 + H2O NH3·H2O NH4+ + OH-

化学平衡 电离平衡

【氨水中有6种微粒,3分3离】NH3、H2O、NH3·H2O

NH4+、OH-、H+(极少量)

【氨水与液氨的区别】液氨就是纯净物,只有NH3分子

氨水就是混合物,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:电解质就是NH3·H2O

??NH3??H2O 不稳定性:NH3?H2O?刺激性气味:游离的氨分子

挥发性:NH3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/cm3) 同酒精 计算氨水的浓度,以NH3计算

沉淀性:很好的沉淀剂,制取Al(OH)3、Fe(OH)3

△??6NH4Cl?N2?8H2O 弱还原性:3Cl2?8NH3?H2O? 离子方程式书写:

① 反应物, 写化学式

② 生成物:浓溶液+加热——NH3↑+H2O 稀溶液+不加热——化学式 2、与酸反应:视频

??NH4Cl 白烟 NH3?HCl?(挥发出的氨跟氯化氢化合生成的微小的氯化铵晶体)

??NH4NO3 硝铵 白烟 NH3?HNO3???（NH4） 2NH3?H2SO4?2SO4 硫胺 无白烟