氮族元素,氮族元素概括,1、原子结构,2、氮族元素：,（在周期表中位置：第A 族）,7N,15P,33As,51Sb,相似性 递变性,1、最外层都有5个电子，化合价主要有-3、+3和+5,2、气态氢化物的通式：RH3,3、最高价氧化物对应的水化物通式为HRO3 或H3RO4,原子结构,单质物性,化学性质,核电荷数增大、电子层增多,原子半径增大,熔沸点先升高后降低,单质密度增大,单质氧化性减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性减弱,氢化物的稳定性减弱,83Bi,（1）最高价氧化物所对应的水化物的酸性 HNO3 H3PO4 H3AsO4,（2）气态氢化物的稳定性 NH3 PH3 AsH3,3、化学性质的具体表现,4、单质的性质：,颜色： 状态： 密度： 熔沸点：,无色白或红灰色银白色 银白色,气固,逐渐增大,小大小,知识主线：,氮及其化合物,一、氮气（N2）,1、氮的原子结构,N2的电子式 N2的结构式,NN,2、物理性质,纯净的氮气是一种无色无味的气体，难溶于水，难液化，密度比空气略小，与空气密度相近，故只能用排水法收集N2。在空气中约占总体积的78%。,3、化学性质：,常温下，氮气的化学性质很不活泼，可代替稀有气体做保护气。,（1）与氢气的反应,N2 + 3H2 2NH3,（2）与金属反应,3Mg + N2 Mg3N2,6Na + N2 2Na3N,（3）与氧气反应,4氮的固定,定义：将空气中游离态的氮转变为化合态的氮的方法,(1) 人工固氮 N2 + O2 N2 + H2,(2) 植物固氮,5氮的存在,氮元素主要以游离态存在于空气中 以化合态形式存在于无机物中及有机物中,二、氮的氧化物-形成光化学烟雾,N2O NO N2O3 NO2（N2O4） N2O5,1、一氧化氮,是一种无色的有毒的难溶于水的气体；极易与氧气反应生成二氧化氮。,2NO + O2 = 2NO2,2、二氧化氮,是一种红棕色、有刺激性气味的有毒的气体；易液化；密度比空气大。 溶于水跟水反应生成硝酸和一氧化氮。与N2O4（无色）可相互转化。,3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO,氮的氧化物-NO与NO2的性质比较,无色，刺激性气味,红棕色，刺激性气味,有毒（机理同CO）,有毒,3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO,2NO + O2 = 2NO2,4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3,4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3,NO + NO2 + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O 2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O,3Cu + 8HNO3（稀）= 3Cu(NO3)2 +2NO + 4H2O,Cu + 4HNO3（浓）= Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O,二氧化氮和溴蒸气的鉴别,NO2和溴蒸气在性质上的相似之处：,A均有氧化性 B溶于水后溶液呈酸性 C能与碱溶液反应,NO2和溴蒸气在性质上的差异之处：,B通入AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成的为溴蒸气,C通入CCl4有机溶剂中，溶于CCl4而且CCl4溶液呈橙红色的为Br2(气),D将盛有溴蒸气和NO2气体试管放入冷水中冷却，气体颜色变浅的为NO2,A通入水中，NO2溶于水发生反应后溶液无色而溴蒸气溶于水溶液呈橙色,鉴别两者不能用淀粉KI试纸、碱溶液等,一氧化氮、二氧化氮的反应,氮氧化物溶于水的有关计算,（1）NO2溶于水：,3NO2+H2O=2HNO3+NO,（2）NO2、O2的混合气体溶于水：,4NO2+O2+2H2O=4HNO3,（3）NO、O2的混合气体溶于水：,4NO+3O2+2H2O=4HNO3,（4）NO2、NO、O2的混合气体溶于水：,N ：O=2 ：5,练习1：把盛有48mLNO、NO2混合气体的容器倒置于水中（同温、同压），待液面稳定后，容器内气体的体积变为24mL，则 （1）原混合气体中，NO是 mL。 （2）若在剩余的24mL气体中，通入6mL O2，待液面稳定后，容器内气体的体积变为 mL （3）若在剩余的24mL气体中，通入24mL O2，待液面稳定后，容器内气体的体积变为 mL （4）若在原48mLNO、NO2混合气体中，通入 mL O2，倒置于水中，容器内气体会全部被吸收。,12,16,6,18,1.氨分子的结构,思考：氨分子 为极性还非极性分子？,三角锥形,正四面体,三、氨,极性分子，因为分子内正负电荷中心不重合，偏移。,氨气是无色、有剌激性气味的气体，比空气轻，极易溶于水和易液化。,2.氨气的物理性质,思维拓展：喷泉实验,常见气体的溶解性：, 下列装置可作为极易溶于水的气体的吸收装置的（ ）,A B C,ABC,知识扩展,A B C,请大家写出A、B两种装置能防止倒吸的原理。,A、倒立漏斗式：这种装置可以增大气体与吸收液的接触面积，有利于吸收液对气体的吸收。当易溶性气体被吸收液吸收时，导管内压强减少，吸收液上升到漏斗中，由于漏斗容积较大，导致烧杯中液面下降，使漏斗口脱离液面，漏斗中的吸收液受自身重力的作用又流回烧瓶内，从而防止吸收液的倒吸。,B、肚容式：当易溶于吸收液的气体由干燥管末端进入液被吸收后，导气管内压强减少，使吸收液倒吸进入干燥管的吸收液本身质量大于干燥管内外压强差，吸收液受自身重量的作用又流回烧杯内，从而防止吸收液的倒吸。这种装置与倒置漏斗很类似。,如图1所示，上部烧瓶已装满干燥氨气， 引发水上喷的操作是：,打开止水夹，挤出胶头滴管中的水。,该实验的原理是： 氨气极易溶解于水， 致使烧瓶内气体压强迅速减小。,请讨论在不改装置的前提下引发图2喷泉的方法？,打开夹子，用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热。该实验的原理是：氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉。,用冰水浇注烧瓶，降低烧瓶内氨气的温度，使气体压强减小，水上升与氨气接触进一步减小压强形成喷泉。,小结：以上方法为减小烧瓶内气体的压强而产生喷泉。,在图3的锥形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精，水槽中加入冷水后，再加入足量的下列物质，结果也产生了喷泉，水槽中加入的物质可以是 （ ） (A)浓硫酸 (B)食盐 (C)硝酸钾 (D)硫酸铜,这种方法产生喷泉的原理是： 增大锥形瓶内气体的压强产生喷泉。,A,(1)图甲为中学化学教学中所用的喷泉实验装置，在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体，下列组合中不可能形成喷泉的是_。 (A)HCl和H2O (B) O2和H2O (C)NH3和H2O (D)CO2和NaOH溶液,B,（2）在图乙的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是( ) (A)Cu与稀盐酸 (B)NaHCO3与NaOH溶液 (C)CaCO3与稀硫酸 (D)NH4HCO3与稀盐酸,D,（3）城市中常见的人造喷泉及火山爆发原理 与上述_(填图甲或图乙)装置的原理相似。,乙,归纳反思,1.关键:,2.途径:,3.延伸:,喷泉实验,形成压强差, 减少 “上瓶”的压强, 增加“下瓶”的压强,尾气处理(防倒吸装置选择),烧瓶中溶液的物质的量浓度等计算,课堂检测,利用如图所示的装置，可以验证NH3和HCl的有关性质实验前a、b、c活塞均关闭,（2）若先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，然后打开b活塞，在烧瓶中可观察到的现象是_。,石蕊试液,（1）若要在烧瓶中产生“喷泉” 现象，烧瓶I中不产生“喷泉”现象， 其操作方法是 _。,关闭活塞c，打开活塞a和b，挤压胶头滴管中的水。,烧瓶I 和中同时产生“喷泉”现象,奇妙的“双喷泉”,课堂检测,利用如图所示的装置，可以验证NH3和HCl的有关性质实验前a、b、c活塞均关闭,（3）通过挤压胶头滴管和控 制活塞的开关，在烧瓶I中产生“喷泉”现象，烧瓶中不产生“喷泉”现象，其操作方法是_。,石蕊试液,奇妙的“双喷泉”,先关闭活塞b，打开活塞a和c，挤压胶头滴管中的水,然后关闭活塞a打开活塞b.,思考:以下各种尾气吸收装置中，适合于吸收易溶性气体，而且能防止倒吸的是,拓展延伸,1.尾气处理(防倒吸装置选择),思考:以下各种尾气吸收装置中，适合于吸收易溶性气体，而且能防止倒吸的是,拓展延伸,1.尾气处理(防倒吸装置选择),倒扣漏斗式,思考:以下各种尾气吸收装置中，适合于吸收易溶性气体，而且能防止倒吸的是,拓展延伸,1.尾气处理(防倒吸装置选择),提示:氨水的溶质是氨气.,思考:在标准状况下，用一充满NH3气体的烧瓶进行喷泉实验，当水充满整个烧瓶后（假定NH3不扩散到烧杯中），烧瓶内氨水的物质的量浓度是多少？,2.烧瓶中溶液的物质的量浓度计算,拓展延伸,喷泉实验计算问题的关键,形成溶液的体积=所消耗的气体体积,3、氨气的化学性质：,（1）与水反应：,（2）与酸反应：,（3）与氧气反应：,NH3+HCl=NH4Cl （产生白烟）,（4）与氯气反应：,2NH3+3Cl2=N2+6HCl,NH3+HCl=NH4Cl （产生白烟）,8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl,（产生白烟）,氨与磷酸反应的化学方程式怎么写？,（4）与CO2反应：,NH3 + CO2 + H2O = NH4HCO3,NH3 + CO2 + H2O + NaCl =NH4 Cl + NaHCO3,思考:氨水中有哪些分子和离子?,分子： 离子：,NH3、H2O、NH3H2O,NH4+、OH-、H+,液氨,纯净物,NH3分子,不具有碱性,常温常压下 不能存在,氨水,混合物,NH3 H2O NH3H2O NH4+ OH- H+,具有弱碱性,常温常压下可存在,NH4+、OH- 、H+,氨水中的粒子,(非电解质),（既不是电解质也 不是非电解质）,H2O 、NH3 、NH3H2O,比较：,分子:,离子:,学会比较,(致冷剂),连线高考,思考:(2003上海)下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是( ),A,D,C,B,AC,（2）蘸有浓盐酸（浓硝酸）的玻璃棒,氯化铵晶体、熟石灰固体,3.装置：,固+固，加热型,4.干燥:,向下排空气法,6.验满：,实验室制氨气,5.收集：,用碱石灰,（1）用湿润的红色石蕊试纸（变蓝）,源于教材,（与O2的发生装置相同）,（CaO 与NaOH固体混合物）,2.原理 2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3+2H2O,1.药品：,接近试管口（产生白烟）,图2,思考：,棉花团的作用：,防止与空气形成对流， 提高集气速度和纯度,实验室中还可以用哪些方法制氨气?,加热浓氨水法,浓氨水加碱石灰法,碱石灰吸水、溶解时放热, 增大OH-浓度平衡逆移.,实验室中能否用图2装置制氧气?,图1,气体的溶解性规律?,拓展： 1.这种方法制取NH3的原理是什么？ 2.实验室为什么可以用浓H2SO4和浓盐酸来制取HCl气体？浓H2SO4和浓盐酸应分别装在什么仪器中？,4、氨气的用途：,小结,N2 H2O,NH3+ H2O=NH3H2O=NH4+OH- NH3+HCl=NH4ClNH3+HNO3=NH4NO3 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 NH3+H2SO4=NH4HSO4 NH3+H20+CO2=NH4HCO3 4NH3+3O2(纯氧)=2N2+6H2O 4NH3+5O2=4NO+6H2O(催化剂加热) 8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl,2NH3+3CuO=3Cu+N2+3H2O 2NH3+Ag+=Ag(NH3)2+ 4NH3+Cu2+=C