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1、氮族元素氮族元素一、氮族元素一、氮族元素1.1.相似性：相似性：第第VAVA族，最外层电子数族，最外层电子数5(nS5(nS2 2nPnP3 3)最高正价最高正价+5+5价，负价为价，负价为-3-3价价最高价氧化物：最高价氧化物：R R2 2O O5 5；最高价氧化物对应水化物：最高价氧化物对应水化物：H H3 3RORO4 4 或或HROHRO3 3 气态氢化物：气态氢化物：RHRH3 3思考：递变规律表现在哪些方面思考：递变规律表现在哪些方面?与同周期的卤族、氧族比较氧化与同周期的卤族、氧族比较氧化性如何性如何?2.2.区别与递变性：区别与递变性：从从N N到到BiBi，核电荷数依次增加，
2、电，核电荷数依次增加，电子层数增多，原子半径增大，非子层数增多，原子半径增大，非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强，失电子能力增强。强，失电子能力增强。填表（氮元素形成的物质）：填表（氮元素形成的物质）：物质类别物质类别化学式或微粒符号化学式或微粒符号单质单质氧化物氧化物氢化物氢化物含氧酸含氧酸碱碱盐盐络合物络合物有机物有机物N N2 2N N2 2O O、NONO、N N2 2O O3 3、NONO2 2、N N2 2O O4 4、N N2 2O O5 5NHNH3 3HNOHNO3 3、HNOHNO2 2NHNH3 3HH2 2O ONHNH4 4+、NONO3 3
3、-、NONO2 2-AgAg（NHNH3 3）2 2OHOHC C6 6H H5 5NONO2 2、T.N.TT.N.T、硝化甘油、硝酸纤维、硝化甘油、硝酸纤维二、氮气二、氮气 1.N 1.N2 2的电子式的电子式 ()()结构式结构式(NN )(NN )键能大键能大,结构稳定结构稳定,性质不活泼性质不活泼,不不易与其他物质反应易与其他物质反应.在一定条件下在一定条件下N N2 2才能与其他物质反应。才能与其他物质反应。物理性质：物理性质：无色无味、不溶于水（通常无色无味、不溶于水（通常1 1体积水体积水中溶解中溶解0.020.02体积）比空气略轻的体积）比空气略轻的气体气体 2.2.化学性质
4、化学性质.N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3 N N2 2+O+O2 22NO2NO N N2 2+3MgMg+3MgMg3 3N N2 2 (Na(Na、K K、CaCa）注意注意:氮元素的非金属性很强氮元素的非金属性很强 但但N N2 2的活泼性很差的活泼性很差高温高压高温高压放电放电点燃催化剂催化剂点燃点燃3.N3.N2 2的制法的制法工业上：分离液态空气工业上：分离液态空气（怎样分离？）（怎样分离？）实验室：实验室：饱和饱和NHNH4 4ClCl溶液与溶液与NaNONaNO2 2溶液混合加热溶液混合加热NaNONaNO2 2+NH+NH4 4ClNaCl+NClNaC
5、l+N2 2+2H+2H2 2O+QO+Q用途用途:合成氨、制硝酸、保护气、填合成氨、制硝酸、保护气、填充灯泡、冷冻剂、保存粮食水果等充灯泡、冷冻剂、保存粮食水果等 思考：思考：1 1氮气约占空气体积的氮气约占空气体积的4/54/5，为，为什么金属镁在空气中燃烧，主要生成什么金属镁在空气中燃烧，主要生成氧化镁？氧化镁？2 2空气的成分在一定时期内基本上是空气的成分在一定时期内基本上是固定不变的。其中固定不变的。其中N N2 2与与O O2 2含量基本稳含量基本稳定的实质是否相同？定的实质是否相同？3 3如果实验室想获得少量纯净的如果实验室想获得少量纯净的N N2 2，有哪些可能的途径？哪种最可
6、行？有哪些可能的途径？哪种最可行？二、氨二、氨 1.1.氨分子氨分子 氨分子的电子式氨分子的电子式()()结构式结构式()()形形,是是 分子分子.2.2.物理性质物理性质 的气体的气体,易易 (氢键氢键),),可用作可用作 .极易溶于水极易溶于水(1:)(1:)三角锥三角锥极性极性无色有刺激性气味无色有刺激性气味液化液化700700制冷剂制冷剂3.3.化学性质化学性质(1)(1)与水反应与水反应(其水溶液显碱性其水溶液显碱性):):NHNH3 3+H+H2 2O NHO NH3 3HH2 2O NHO NH4 4+OH+OH-少部分少部分 大部分大部分 少部分少部分氨水中存在的分子有氨水中存
7、在的分子有:离子有离子有:NH3,H2O,NH3H2ONH4+,OH-,H+(2)(2)与酸反应与酸反应 NH NH3 3+HClNH+HClNH4 4Cl(Cl(白烟白烟 )(HF (HF、HBrHBr、HIHI、HNOHNO3 3)2NH 2NH3 3(过量过量)+H)+H2 2SOSO4 4(NH(NH4 4)2 2SOSO4 4(3)(3)还原性还原性 4NH4NH3 3+5O+5O2 2 4NO+6H 4NO+6H2 2O O 4NH4NH3 3+6NO5N+6NO5N2 2+6H+6H2 2O O 2NH 2NH3 3+3CuO3Cu+N+3CuO3Cu+N2 2+3H+3H2 2
8、O O(4)(4)氧化性氧化性(信息信息)2NH 2NH3 3(液氨液氨)+2Na2NaNH)+2Na2NaNH2 2+H+H2 2催化剂催化剂加热加热加热加热两种常见的只含两种常见的只含N N、H H元素组成的气体混元素组成的气体混合物质，无论以怎样的比例混合，合物质，无论以怎样的比例混合，(1)(1)气体中氮氢两元素的质量比总小于气体中氮氢两元素的质量比总小于1414：3 3，此混合气体中的气体是，此混合气体中的气体是 若气体中，氮氢两元素的质量比为若气体中，氮氢两元素的质量比为2 2：1 1，则两气体的物质的量之比为，则两气体的物质的量之比为(2)(2)氮氢两元素的质量比总大于氮氢两元素
9、的质量比总大于1414：3 3，此混合气体中的气体是此混合气体中的气体是 若气体中，氮氢两元素的质量比为若气体中，氮氢两元素的质量比为1414：1 1，则两气体的物质的量之比为，则两气体的物质的量之比为NHNH3 3、H H2 21:21:2N N2 2、NHNH3 31:11:14.NH4.NH3 3的制备的制备(1)(1)工业制法工业制法:N:N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3 (2)(2)实验室制法实验室制法:(:(各发生装置不同各发生装置不同)2NH2NH4 4Cl+Ca(OH)Cl+Ca(OH)2 2 CaCl CaCl2 2+2NH+2NH3 3+2H+2H2 2O
10、O高温高压高温高压催化剂催化剂加热加热 其他可用的其他可用的:NH NH3 3HH2 2O NHO NH3 3+H+H2 2O O NHNH3 3HH2 2ONHONH3 3+H+H2 2O O NH NH3 3HH2 2O+CaOCa(OH)O+CaOCa(OH)2 2+NH+NH3 3氨气的收集氨气的收集:氨气的干燥氨气的干燥:可以用可以用 不能用不能用氨气的检验氨气的检验:用湿润的红色石蕊试纸用湿润的红色石蕊试纸 用沾有浓盐酸的玻璃棒产生用沾有浓盐酸的玻璃棒产生 加热加热NaOH(固体固体)向下排空气法向下排空气法碱石灰或碱石灰或NaOHNaOH固体固体CaClCaCl2 2、H H2
11、2SOSO4 4(浓浓)、P P2 2O O5 5变蓝白烟三、铵盐：都易溶于水三、铵盐：都易溶于水1.1.不稳定受热分解不稳定受热分解 NHNH4 4HCOHCO3 3NHNH3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O O NH NH4 4INHINH3 3+HI 2HIH+HI 2HIH2 2+I+I2 2 5NH 5NH4 4NONO3 34N4N2 2+2HNO+2HNO3 3+9H+9H2 2O O NH NH4 4NONO3 3NN2 2O+2HO+2H2 2O O 2 NH 2 NH4 4NONO3 32N2N2 2+O+O2 2+4H+4H2 2O O 3(NH 3(NH4 4)2
12、 2SOSO4 4 N N2 2+3SO+3SO2 2+6H+6H2 2O+4NHO+4NH3 3加热加热加热加热加热加热加热加热加热加热加热加热加热加热2.2.铵盐与碱反应产生铵盐与碱反应产生NHNH3 3 NHNH4 4NONO3 3+NaOHNaNO+NaOHNaNO3 3+NH+NH3 3(NH(NH4 4)2 2SOSO4 4+2KOHK+2KOHK2 2SOSO4 4+2NH+2NH3 3+2H+2H2 2O O反应实质反应实质:3.3.铵根离子的水解：铵根离子的水解：4.4.铵根离子的检验铵根离子的检验 NHNH4 4+OH+OH-NH NH3 3HH2 2O(NHO(NH3 3
13、+H+H2 2O)O)利用铵盐与强碱反应产生的遇湿润红色利用铵盐与强碱反应产生的遇湿润红色石蕊试纸变蓝石蕊试纸变蓝(或遇浓盐酸有白烟产生或遇浓盐酸有白烟产生)来检验来检验.四、氮的氧化物四、氮的氧化物有有+1+1、+2+2、+3+3、+4+4、+5+5价对应氧化物价对应氧化物 N N2 2O O、NONO、N N2 2O O3 3(酸酐酸酐)NO NO2 2(N(N2 2O O4 4)、N N2 2O O5 5(酸酐酸酐)1.1.反应式反应式 2NO+O2NO+O2 22NO2NO2 2 2NO 2NO2 2NN2 2O O4 4 3NO 3NO2 2+H+H2 2O2HNOO2HNO3 3+
14、NO+NO 4NO+3O 4NO+3O2 2+2H+2H2 2O4HNOO4HNO3 3 4NO 4NO2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O4HNOO4HNO3 3 HNOHNO2 2HNOHNO3 32.2.氮的氧化物和氧气的混合气体与氮的氧化物和氧气的混合气体与水反应情况水反应情况:根据化合价升降来判断最后气体根据化合价升降来判断最后气体是是O O2 2还是还是NO NO(1)(1)NOxNOx的升高和的升高和O O2 2的降低相等的降低相等,则则无气体剩余无气体剩余 4NO+3O 4NO+3O2 2+2H+2H2 2O4HNOO4HNO3 3 4NO 4NO2 2+O+O2 2+2H
15、+2H2 2O4HNOO4HNO3 3 NO NO2 2+NO+O+NO+O2 2+H+H2 2O2HNOO2HNO3 3即即n(N):n(On(N):n(O)=2:5)=2:5时气体完全被吸收时气体完全被吸收(2HNO(2HNO2 2NO+NONO+NO2 2+H+H2 2O O不稳定不稳定)(2)(2)NOxNOx的升高大于的升高大于O O2 2的降低的降低最后剩余最后剩余NO NO n(NOn(NO)=)=(3)(3)NOxNOx的升高小于的升高小于O O2 2的降低的降低最后剩余最后剩余O O2 2 n(O n(O2 2)=)=化合价差值化合价差值3化合价差值化合价差值4 43.3.氮
16、的氧化物和氧气的混合气体氮的氧化物和氧气的混合气体与与NaOHNaOH溶液反应情况溶液反应情况 2NaOH+NO+NO 2NaOH+NO+NO2 22NaNO2NaNO2 2+H+H2 2O O 2NaOH+2NO 2NaOH+2NO2 2NaNONaNO2 2+NaNO+NaNO3 3+H+H2 2O O NO NO2 2:NO=1:1(:NO=1:1(既相当于既相当于N N2 2O O3 3)N N2 2O O3 3+2NaOH2NaNO+2NaOH2NaNO2 2+H+H2 2O O N N2 2O O5 5+2NaOH2NaNO+2NaOH2NaNO3 3+H+H2 2O O 既既混合
17、气体混合气体中中n(N):n(On(N):n(O)=2:32:5)=2:32:5 时时 气体完全被吸收确定气体完全被吸收确定NaNONaNO2 2与与NaNONaNO3 3之比可用十字之比可用十字交叉法交叉法(变量比定量变量比定量)()(n(On(O):):n(Nn(N)如如:把把NO:ONO:O2 2=8:3=8:3气体通入足量的气体通入足量的NaOHNaOH溶液中溶液中 常规方法常规方法(讲解讲解,过程略过程略)NaNO NaNO2 2 NaNO NaNO3 33252743414314.4.气体溶于水所得溶液浓度的计算气体溶于水所得溶液浓度的计算(1)NH(1)NH3 3、HClHCl溶
18、于水所得溶液浓度溶于水所得溶液浓度 在标准状况下把在标准状况下把560560体积的氨气溶体积的氨气溶在在1 1体积的水中体积的水中,所得溶液的密度为所得溶液的密度为0.90.9克克/ml,/ml,求所得溶液的物质的量浓求所得溶液的物质的量浓度度()()注意注意:氨水溶液溶质的摩尔质量为氨水溶液溶质的摩尔质量为17g/mol17g/mol 15.8mol/l15.8mol/l在标准状况下把在标准状况下把480480体积的体积的HClHCl气气体溶在体溶在1 1体积的水中体积的水中,所得溶液的所得溶液的密度为密度为1.191.19克克/ml,/ml,求所得溶液的求所得溶液的物质的量浓度物质的量浓度
19、()()在标准状况下用在标准状况下用500ml500ml的烧瓶收的烧瓶收集满集满HClHCl气体气体,然后倒扣在水里然后倒扣在水里(不考虑烧瓶内溶液向外扩散不考虑烧瓶内溶液向外扩散),),求所得溶液的物质的量浓度求所得溶液的物质的量浓度()14.3mol/L14.3mol/L1/22.4mol/L1/22.4mol/L在标准状况下用在标准状况下用500ml500ml的烧瓶收集的烧瓶收集NHNH3 3(所得气体的密度是相同条件下所得气体的密度是相同条件下H H2 2的的11.511.5倍倍),),然后倒扣在水里然后倒扣在水里(不考不考虑烧瓶内溶液向外扩散虑烧瓶内溶液向外扩散),),求所得溶求所得
20、溶液的物质的量浓度液的物质的量浓度()结论结论:用烧瓶收集用烧瓶收集NHNH3 3、HClHCl(标况排标况排空气法空气法)不管是否纯净物质的量浓不管是否纯净物质的量浓度都相同为度都相同为()()1/22.4mol/L1/22.4mol/L1/22.4mol/L1/22.4mol/L(2)(2)氮的氧化物和氧气的混合气体通入水中氮的氧化物和氧气的混合气体通入水中所得溶液的物质的量浓度所得溶液的物质的量浓度NONO2 2 3NO 3NO2 2+H+H2 2O2HNOO2HNO3 3+NO+NO 在标准状况下用试管收集满在标准状况下用试管收集满NONO2 2(不考虑不考虑N N2 2O O4 4)
21、然后倒扣在水里然后倒扣在水里(不考虑烧瓶内溶液不考虑烧瓶内溶液向外扩散向外扩散),),求所得溶液的求所得溶液的 物质的量浓物质的量浓度度 ()()4NO+3O 4NO+3O2 2+2H+2H2 2O4HNOO4HNO3 3 在标准状况下把在标准状况下把NO:ONO:O2 2=4:3=4:3体积比用试体积比用试管收集满管收集满(理想理想)然后倒扣在水里然后倒扣在水里(不考虑不考虑烧瓶内溶液向外扩散烧瓶内溶液向外扩散),),求所得溶液的物求所得溶液的物质的量浓度质的量浓度 ()()1/22.4mol/L1/39.2mol/L4NO4NO2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O4HNOO4HNO3
22、3 在标准状况下把在标准状况下把NONO2 2:O:O2 2=4:1=4:1体积比用体积比用试管收集满试管收集满(不考虑不考虑N N2 2O O4 4)然后倒扣在然后倒扣在水里水里(不考虑烧瓶内溶液外扩散不考虑烧瓶内溶液外扩散),),求求所得溶液的物质的量浓度所得溶液的物质的量浓度()()NO NONO NO2 2 O O2 2恰好反应恰好反应 在标准状况下把在标准状况下把NO NONO NO2 2 O O2 2混合气体混合气体用试管收集满用试管收集满(不考虑不考虑N N2 2O O4 4)然后倒扣然后倒扣在水里在水里(不考虑烧瓶内溶液外扩散不考虑烧瓶内溶液外扩散)，最后无气体剩余最后无气体剩
23、余,求所得溶液的物质求所得溶液的物质的量浓度的量浓度()()1/28mol/l1/39.2mol/l-1/28mol/l之间之间 NO NO2 2、O O2 2(过量过量)在标准状况下把在标准状况下把NONO2 2:O:O2 2=2:1=2:1体积比用体积比用试管收集满试管收集满(不考虑不考虑N N2 2O O4 4)然后倒扣在然后倒扣在水里水里(不考虑烧瓶内溶液外扩散不考虑烧瓶内溶液外扩散),),求求所得溶液的物质的量浓度所得溶液的物质的量浓度()NO NO2 2(过量过量)O)O2 2 在标准状况下把在标准状况下把NONO2 2:O:O2 2=6:1=6:1体积比用试体积比用试管收集满管收
24、集满(不考虑不考虑N N2 2O O4 4)然后倒扣在水然后倒扣在水里里(不考虑烧瓶内溶液外扩散不考虑烧瓶内溶液外扩散),),求所求所得溶液的物质的量浓度得溶液的物质的量浓度()4+22/3(7-2/3)22.41/28mol/L1/28mol/L1/26.6mol/L1/26.6mol/L 五、硝酸的性质五、硝酸的性质 1.1.物理性质物理性质 纯硝酸是纯硝酸是 气味、气味、易易 的液体的液体 2.2.化学性质化学性质 (1)(1)不稳定性不稳定性 4HNO4HNO3 3 4NO 4NO2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O O 注意注意:硝酸用棕色玻璃塞试剂瓶存放硝酸用棕色玻璃塞试剂瓶存
25、放,避光、低温、密闭保存。避光、低温、密闭保存。挥发挥发光照光照或加热或加热无色、有刺激性无色、有刺激性(2)(2)氧化性氧化性:(HNO:(HNO3 3浓浓H H2 2SOSO4 4浓浓)常温浓硝酸与铁铝发生钝化常温浓硝酸与铁铝发生钝化,所以所以通常用铁铝容器盛放浓硝酸通常用铁铝容器盛放浓硝酸,受热受热钝化现象消失钝化现象消失.一般稀硝酸与金属反应还原产物一般稀硝酸与金属反应还原产物为为NO,NO,浓硝酸与金属反应还原产物浓硝酸与金属反应还原产物为为NONO2 2.Cu+4HNOCu+4HNO3 3(浓浓)Cu(NO)Cu(NO3 3)2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O O3C
26、u+8HNO3Cu+8HNO3 3(稀稀)3Cu(NO 3Cu(NO3 3)2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O OFe+6HNOFe+6HNO3 3(浓浓)Fe(NO)Fe(NO3 3)3 3+3NO+3NO2 2+3H+3H2 2O OFe+4HNOFe+4HNO3 3(稀稀)Fe(NO)Fe(NO3 3)3 3+NO+2H+NO+2H2 2O O 3Fe(3Fe(过量过量)+8HNO)+8HNO3 3(稀稀)3Fe(NO 3Fe(NO3 3)2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O 3Ag+4HNO3Ag+4HNO3 33AgNO3AgNO3 3+NO+2H+NO+2H2 2
27、O O 利用此反应洗涤附在容器内壁上的银利用此反应洗涤附在容器内壁上的银(银镜反应银镜反应)(了解了解 )4Zn+10HNO)4Zn+10HNO3 3(稀稀)4Zn(NO 4Zn(NO3 3)2 2+N+N2 2O+5HO+5H2 2O O 加热加热加热加热与非金属反应与非金属反应 C+4HNOC+4HNO3 3(浓浓)CO)CO2 2+4NO+4NO2 2+2H+2H2 2O O S+6HNO S+6HNO3 3(浓浓)H)H2 2SOSO4 4+6NO+6NO2 2+2H+2H2 2O O与其它还原剂反应与其它还原剂反应 3H3H2 2S+2HNOS+2HNO3 3(稀稀)3S+2NO+4
28、H)3S+2NO+4H2 2O O王水王水:浓硝酸与浓盐酸浓硝酸与浓盐酸1:3(1:3(体积比体积比)的混合液的混合液,王水的氧化性非常强能氧王水的氧化性非常强能氧化化PtPt、AuAu金属金属 练习练习:将将1414克纯铁粉加入到克纯铁粉加入到200ml200ml某浓某浓度的硝酸溶液里度的硝酸溶液里,充分反应后铁充分反应后铁粉完全溶解粉完全溶解,溶液质量增加溶液质量增加8.08.0克克(体积不变体积不变),),试求试求:(1)(1)溶液里金属离子的物质的量溶液里金属离子的物质的量浓度浓度 (2)(2)原硝酸溶液的物质的量浓度原硝酸溶液的物质的量浓度 FeFe2+2+0.75mol/L Fe0
29、.75mol/L Fe3+3+0.5mol/L0.5mol/L4mol/L 14 14克克FeFe与稀与稀HNOHNO3 3反应，反应后反应，反应后溶液质量增加溶液质量增加7.27.2克，试分析反克，试分析反应后溶液的溶质及其物质的量。应后溶液的溶质及其物质的量。1.Fe2+0.07molFe3+0.18mol.2.Fe2+0.2mol3.3.硝酸的制法硝酸的制法(1)(1)实验室制法实验室制法(一般不用一般不用)NaNO NaNO3 3+H+H2 2SOSO4 4(浓浓)NaHSO)NaHSO4 4+HNO+HNO3 3(2)(2)工业制法工业制法 N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2
30、NH3 3 2NO+O2NO+O2 22NO2NO2 2 3NO 3NO2 2+H+H2 2O2HNOO2HNO3 3+NO+NO 总反应总反应:NH:NH3 3+2O+2O2 2HNOHNO3 3+H+H2 2O O加热高温高压高温高压催化剂催化剂 把一定量的氨气在足量的空把一定量的氨气在足量的空气中气中(一定条件下反应一定条件下反应),),不考虑不考虑水的蒸发水的蒸发,也不另外加水也不另外加水,最后最后所得溶液的质量百分比浓度所得溶液的质量百分比浓度.77.8 六、硝酸盐六、硝酸盐 1.1.物理性质物理性质 大多硝酸盐是无色晶体大多硝酸盐是无色晶体,极易溶于水极易溶于水.2.2.化学性质化
31、学性质 受热都会分解受热都会分解,产生氧气产生氧气,受热时受热时都是氧化剂都是氧化剂.硝酸盐在酸性溶液中也是强氧化硝酸盐在酸性溶液中也是强氧化剂。剂。硝酸盐受热分解规律硝酸盐受热分解规律:MgMg之前的生成亚硝酸盐和氧气之前的生成亚硝酸盐和氧气 2NaNO2NaNO3 32NaNO2NaNO2 2+O+O2 2MgMg与与CuCu之间生成金属氧化物、之间生成金属氧化物、NONO2 2、O O2 2 2Cu(NO 2Cu(NO3 3)2 22CuO+4NO2CuO+4NO2 2+O+O2 2 Cu Cu之后生成金属单质、之后生成金属单质、NONO2 2、O O2 2 2AgNO 2AgNO3 32Ag+2NO2Ag+2NO2 2+O+O2 2 加热加热加热加热加热加热例题例题:在含在含0.1molFe(NO0.1molFe(NO3 3)2 2的溶液中加的溶液中加入入0.2molNaOH(0.2molNaOH(两溶液均除尽两溶液均除尽O O2 2),),隔绝空气将溶液蒸干并灼烧至恒隔绝空气将溶液蒸干并灼烧至恒重重,排尽气体排尽气体,所得固体质量为所得固体质量为 ()()A.24.2g B.21.8g A.24.2g B.21.8g C.21g D.25g C.21g D.25gB