第一节 氮和磷,氮元素的活泼性和氮气的活泼性 氮气的性质 NO、NO2、O2混合气体通入水后的有关计算 红磷和白磷 磷酸,A H Li Na K Rb Cs,A Be Mg,A B Al,A C Si Ge Sn Pb,A N P As Sb Bi,A O S Se Te Po,A F Cl Br I At,1、原子半径 2、主要化合价 3、金属性和非金属性 （1）与氢化合的能力以及氢化物的稳定性 NH3PH3AsH3 （2）最高价氧化物对应水化物的酸性 HNO3H3PO4H3AsO4,A N 氮 P 磷 As 砷 Sb 锑 Bi 铋,氮族元素的成员包括氮、磷、砷、锑、铋五种元素，认识其名称和符号及在元素周期表中位置。运用物质结构及其元素周期律的知识讨论氮族元素的共性和性质递变性及特殊性。从下面几方面来学习：,元素对应单质的熔点、沸点、密度是如何 变化的？,一、氮族元素,1、相似性：（1）原子结构上，氮族元素的原子最外层都有5 个电子；都位于元素周期表第A （2）性质上，最高正化合价都是+5，正化合价还有+3，最低负化合价是-3（Sb、Bi没有负化合价）；最高价氧化物R2O5,对应的水化物是HRO3或H3RO4；N、P、As有-3价，其氢化物为RH3,2、递变性：随核电荷数的递增性质递变规律： （1）原子半径、核电荷数、电子层数都逐渐增大； （2）非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强； （3)最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，碱性增强；（4）氢化物稳定性逐渐减弱，氢化物、阴离子的还原性逐渐增强 （5）单质密度增大，熔、沸点从氮到砷升高，从锑到铋降低。,3、特殊性： （1）氮、磷、砷是非金属，锑、铋是金属； （2）锑、铋没有负价，最高价氧化物对应水化物显碱性、没有氢化物； （3）最高价含氧酸中，只有硝酸是强酸，其余都为弱酸。 思考: （1）通过同周期元素的性质变化规律，比较氮族元素与氧族、卤素的非金属性强弱。 （2）比较N、O、F的非金属性强弱，氢化物的稳定性 （3）写出砷的最高价氧化物、氢化物的化学式。 （4）比较砷的氢化物与溴的氢化物的稳定性；比较砷酸与高溴酸的酸性强弱。,1、有如下几种锑的化合物,能显示锑的金属性的是A .SbH3 B.Sb(NO3)2 C.(NH4)2SbO4 D.Sb2(SO4)3 2、酸性由强到弱的顺序正确 A HNO3H3AsO4H3PO4 B H3PO4H2SO4HclO4 C HClO4H2SO4H3PO4 D HNO3H3PO4H3AsO4 3、下列固体密度最大的是( ) A红磷 B 灰砷 C 锑 D 铋,二、氮元素的活泼性与氮气的活泼性,元素的活泼性,单质的活泼性,原子的得电子的能力，它取决于原子结构,单质发生化学反应，它不仅取决于原子结构，而且取决于分子结构。,氮原子结构示意图,分子结构,分子式 N2,通常情况下氮气很不活泼，但在高温、高压、放电等情况下，氮气可以参与反应。,氮元素是活泼的非金属元素，但是氮气的化学性质很不活泼。,2、氮气的性质,（一）物理性质 纯净的氮气是五色无味的气体密度比空气稍轻，N2在水中的溶解度很小（1：0.02），熔沸点非常低。熔点为-209.8 oC，沸点为-195.8 oC。,(二) 化学性质,1、氧化性,和氢气反应,“雷雨发庄稼”,氮肥,工业上制取硝酸的原理：4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O,2NO+ O2 = 2NO2,3NO2 +H2O = 2HNO3 + NO,总结： 一般来说，稀硝酸与镁后面金属反应时，生成硝酸盐、水，硝酸被还原成一氧化氮；浓硝酸与与镁后面金属反应时，生成硝酸盐，水，硝酸被还原成二氧化氮。,总结： 氮的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5共6种；其中N2O5是硝酸酸酐；氮的氧化物都有毒，都是大气污染物；仅NO2是红棕色，其余氮的氧化物都是无色气体。NO是无色、无味、不溶于水的气体，在空气中很容易被氧气氧化成红棕色NO2气体.,3、NO、NO2、O2混合气体通入水后的有关计算,把盛有NO2和N2的混合气体的试管倒立于水槽中，最终液面上升 到试管的1/3处，求原混合气体中NO2和N2的体积比是多少？,（1）NO2、NO混合气体通入水的情况,在一定的温度和压强下，将装有1体积NO和NO2混合气体的试管倒置于水中，足够时间后，试管内的体积缩小为原来体积的3/5，则原混合气体中NO和NO2的体积比是多少？,解题过程,思路： NO2通入水中或NO2、 NO或NO2,N2的混合气体通入,水中，引起气体体积变化都是3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO，可直接根据此方程利用反应前后气体体积变化的差量进行计算。,分析：NO2和NO的混合气体溶于水，只发生了 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO，且3体积NO2溶水，生成1体NO，减少2体积。依题意 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO V（体积变化） 3 1 2 V(NO2 ) 2/5体 V(NO2 ) =3/5体积 所以 V(NO)=2/5体 V(NO)：V(NO2) =2 ：3,(2) NO2、O2混合气体通如水的情况 将12mlNO2和O2的混合气体通入足量的水中充分反应后,剩 余2ml气体，计算原混合气体NO2和O2各多少毫升?(气体均在相 同状态下测定),分析 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2,4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3,思路：当NO2、 O2,混合气体通入水中，可按,4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3,计算。,当VNO2：VO2,=4：1。完全反应，无气体剩余,4：1过量NO2，试管余NO,4：1过量O2，试管中余氧气,当NO2过量时2ml剩余气体是NO，根据方程式 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 可知NO2过量6ml，则按4:1的比例参与反应NO2与O2混合气的体积为：12 6 = 6 （ml），其中O2的体积为：61/5 =1.2(ml)，所以原混合气体中O2的体积1.2ml，NO2体积为12-1.2=10.8(ml),当氧气过量时，2ml剩余气体是O2 ，则按4:1的比例参 与反应的NO2和O2混合气体的体积为12 2 = 10（ml） 其中NO2体积为：10 4/5 = 8 (ml)，所以原混合气体中 NO2的体积为8 ml， O2的体积4 ml。,（3）NO、O2混合气体通入水的情况 将装有3NO的大试管倒置盛有水的水槽中，然后向试管里通入 1.5体积O2，问最终试管里留有什么气体？占多少体积？,3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = NO2,4NO + 3O2 + 2 H2O = 4HNO3,所以NO过量1体积。,当NO 、O2,混合气体通入水中，按4NO + 3O2 + 2 H2O =4HNO3,计算。当VNO：VO2=,=4：3，恰好完全反应试管中无气体剩余,4：3，试管剩余气体是NO,4：3，剩余气体是氧气,思路：,(4)NO、NO2、O2三种混合气体通入水中，可先把3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 二氧化氮转化为NO，这时看成总气体为NO、O2的混合气体通入水中。在按4NO+3O2+2H2O=4HNO3进行计算。,练习：1一支试管中充有20mlNO气体，倒置于水槽中，现向其中通入一定量的氧气，试管内最终有4ml气体，计算通入氧气的体积是多少？（气体均在同温同压下测定） 2有一支容积为30ml的试管内充满NO2和O2的混合气体，把试管倒置于水中，充分反应后剩余5ml气体，问原混合气体中NO2和O2的体积各是多少？,三、磷： 在自然界中，没有游离态的磷存在，只有化合态，主要以磷酸盐形式存在于矿石中。在化学性质上与氮有相似的地方。既有氧化性，也有还原性。但与氮气相比，单质磷的化学性质较活泼，容易一非金属等其他物质反应。 1、还原性：与氧气反应：4P + 5O2 = 2P2O5 P2O5 + H2O = 2HPO3 P2O5 + 2H2O = 2H3PO4,与氯气反应：2P+3Cl2=2PCl3（氯气少量） 2 P+5Cl2=2PCl5（氯气过量） 2、氧化性：与氢气反应。略 二、白磷与红磷的相互转化： 隔绝空气加热到260摄氏度 白磷 红磷 加热到416摄氏度升华后，冷凝,思考（1）比较同位素和同素异形体概念 （2）说一说判断同位素和同素异形体的方法 磷酸：简单介绍磷酸的化学性质。（不挥发性酸，是一种弱酸，是P最高价氧化物对应的水化物，五氧化二磷是其酸酐。）,