【教学课件】第一章氮族元素.ppt

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1、第一章 氮族元素,一、氮族元素在周期表中的位置及元素的名称和符号,第VA族,名称 符号,氮 磷 砷 锑 铋,NPAsSbBi,原子半径逐渐增大,-3、+1、+2、+3、+4、+5,-3、+3、+5,+3、+5,主要化合价,密度,熔沸点,升高,升高,降低,升高,非金属性减弱,金属性增强,二、氮族元素气态氢化物的稳定性,NH3 PH3 AsH3（BiH3为固态）,三、最高价氧化物对应的水化物的酸性,HNO3 H3PO4 H3AsO4 H3SbO4,（硝酸）（磷酸）（砷酸）（锑酸）,HNO2 H3PO3 H3AsO3 H3SbO3,（亚硝酸）（亚磷酸）（亚砷酸）（亚锑酸）,第一节 氮和磷,一、氮气,

2、1、氮元素的存在及单质的物理性质,游离态形式存在于空气中 化合态形式存在于多种无机物及有机物中,存在,物理性质,无色无味的气体、密度比空气小；难溶于水，1体积水溶解0.02体积的氮气。,2、氮气的分子结构和化学性质,分子结构,电子式,结构式,问：氮的非金属性与氮气的活泼性（氧化性）一致吗？,氮的非金属性与氮气的活泼性（氧化性）不一致,氮元素的非金属性比较强 氮气的活泼性（氧化性）比较弱，表现出“惰性”,思考题,化学性质,在高温、高压、催化剂、放电等条件下反应,（1）氮气与氢气的反应（工业合成氨）,（2）氮气与氧气的反应,2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+No,注意比较NO与

3、NO2气体的物理性质区别：颜色、状态、气味毒性、溶解性等；,（3）与金属反应,高温条件下能与Na、Mg、Ca、Ba等反应生成金属氮化物,镁在空气中燃烧的产物是什么？,一、1molMg在足量的氮气、空气、纯氧气、二氧化碳气体中燃烧生成 的固体质量由大到小的排列次序是_.,思考题,二氧化碳 氧气 空气 氮气,1mol镁在空气中燃烧生成的质量一定在100/3g40g之间,二、足量的镁在1mol空气、氮气、氧气、二氧化碳中燃烧生成的固体质量由大到小的次序是_.,氮气 空气二氧化碳 氧气,在1mol空气中燃烧其生成的质量一定在80g100g之间,生成0.4molMgO，（16g）0.8molMg3N2（

4、80g）共96g,NO2在雨水中与水反应生成硝酸，硝酸与土壤中的矿物 质作用生成能被植物吸收的硝酸盐，可促进植物的生长。NO和NO2是大气的污染物。空气中的NO2是造成光化学 烟雾的主要因素。,3、氮气的用途,是合成氨、制硝酸的重要原料；作保护气焊接金属，充填灯泡，贮存粮食、水果等；冷冻剂冷冻麻醉条件下做手术；制造低温环境制超导材料。,在日光照射下，由大气污染物NO2、碳氢化合物与空气中的氧反应生成多种产物，使天空中弥漫着棕色的浓雾，使能见度降低，产生异常的臭味，对眼睛有强烈的刺激作用，这种现象称为光化学烟雾。,2NO2 N2O4,红棕色气体,无色气体,4、自然界氮的固定,氮的固定-把大气中的

5、氮转化为氮的化合物,人工固定,工业上用氮气合成氨在放电条件下制备氮的氧化物再合成硝酸盐或铵盐，硝酸盐。,自然固定,雷电时大气中有氮的氧化物生成以及豆科作物根瘤中的固氮菌常温下将空气中的氮气转化为硝酸盐。,5、自然界中氮的循环过程,NO与NO2的性质实验,1、如下图所示，当用分液漏斗向烧瓶中慢慢注入水后，若试管内液面仍保持原来位置，则进入试管中的氧气与原来一氧化氮的物质的量之比是_。,7/4,思考题,2、写出下列方程式,用排水法收集12mlNO于试管中，然后向倒立于水槽中的该试管内间歇地通入氧气至完全反应。,用排水法收集12mlNO2于试管中，然后向倒立于水槽中的该试管内间歇地通入氧气至完全反应

6、。,4NO+3O2+2H2O=4HNO3,4NO2+O2+2H2O=4HNO3,3、用排水法收集12mlNO于试管中，然后向倒立于水槽中的该试管内间歇地通入氧气共12ml，下列说法正确的是（）A、剩余氧气 B、剩余NOC、试管中气体为红棕色D、试管内气体先变为红棕色，后红棕色消失，反复几次，最后剩余无色气体,A D,有关混合气体（NO2、NO、O2、CO2、H2O）的计算技巧,1、NO 与 NO2 混合气体溶于水 反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO V（NO2）1/3V（NO2）反应最后得到的气体是NO。体积V总=V（NO）+1/3V（NO2）,2、NO 与 O2 的混合气体溶于水 反应

7、：4NO+3O2+2H2O=4HNO3若V（NO）V（O2）=4 3，则容器内无气体剩余，水可 充满容器。若V（NO）V（O2）4 3，则容器内剩余气体为过量 的NO。若V（NO）V（O2）4 3，则容器内剩余气体为过量 的O2。,3、NO2 与 O2 的混合气体溶于水 反应：4NO2+O2+2H2O=4HNO3若V（NO2）V（O2）=4 1，则容器内无气体剩余，水可 充满容器。若V（NO2）V（O2）4 1，则NO2过量，容器内剩余气 体为的NO，体积为过量的 NO2的 1/3。若V（NO2）V（O2）4 1，则O2过量，容器内剩余气体 为过量的O2。,4、NO2、NO 与 O2 三种气体

8、溶于水 反应：NO2+NO+O2+H2O=2HNO3若V（NO2）V（NO2）V（O2）=1 11，则容器内无 气体剩余，水可充满容器。若按1 11反应后，仍有某两种或一种气体多余可按前面例题进行判断。,1、把40mlNO和NO2的混合气体与20mlO2同时通入倒立在水槽中盛满水的量筒里，充分反应后，量筒里还剩下5ml气体，求原混合气体中NO和NO2的体积各是多少ml？（气体体积均是在相同条件下测得）,若氧气过量，V（NO）=10ml，V（NO2）=30ml若氧气不足，V（NO）=27.5ml，V（NO2）=12.5ml,2、室温时，在容积为90ml的大试管里充满NO2气体，然后倒置在水里，至

9、试管内液面不再上升时，再通入一定量的氧气，则试管内液面继续上升，最后试管内留有10ml气体。问：（1）这10ml可能是什么气体？（2）通入氧气的体积是多少？,（1）若10ml为NO，则通入氧气为15ml（2）若10ml为O2，则通入氧气为32.5ml,练习题,3、现有NO2和O2的混合气体共12ml，与水充分反应后剩余 2ml气体，试计算原混合气体中NO2和O2可能各为多少ml？（气体体积均为标准状态下的体积）,4、标准状态下，将7.84mlCO2和O2的混合气体，先通过足量Na2O2充分反应，再将反应后气体能通入倒扣在水中充 有8.96mlNO的试管中，边通气边轻轻摆动，反应完毕，试管内剩余

10、气体0.56ml，试计算原混合气体的组成。,当O2过量时，VO2=6.72ml,VCO2=1.12ml当O2不足时，VO2=4.76ml,VCO2=3.08ml,当O2过量时，VO2=4ml,VNO2=8 ml当O2不足时，VO2=1.2ml,VNO2=10.8ml,5、将VmlNO和NO2的混合气体通过水吸收后，得到aml无色气体A，将此无色气体A与等体积O2混合，再通过水充分吸收后，收集到5ml气体B。试回答：（1）A气体是什么气体？B气体是什么气体？（2）A气体的体积是多少ml？（3）V的取值范围为多少？,（1）A为NO，B为O2（2）A的体积是20ml（3）V的取值范围是2060ml,

11、6、将20mlNO2和NH3的混合气体，在一定条件下充分反应，化学方程式是6NO2+8NH3=7N2+12H2O，已知参加反 应的NO2比NH3少2ml（气体体积均在相同条件下测定）原混合气体中NO2和NH3的物质的量之比是多少？,答案：3 2 3 7,7、容积为27ml的试管中充入24mlNO2和3mlO2，然后倒置水槽中，至水不再上升为止，最后试管中剩余什么气体，其体积为多少ml？4mlNO,8、盛满18mlNO2和N2混合气体的试管倒立在水中，最后试管中留下10ml气体，求原混合气体中NO2和N2的体积比。21,9、NO2、NH3、O2的混合气体26.88L通过足量稀 H2SO4后，溶液

12、质量增加45.76g，气体体积缩 小至2.24L（气体体积均已换算到标准状况），求原混合气体的平均相对分子质量。40.6 40.8,练习题,1、某无色混合气体可能由NH3、HCl、NO2、NO、Cl2、CO2等几种气体组成，将100ml混合气体通过足量的浓硫酸后，气体体积缩小了30ml，再通过足量的Na2O2固体气体体积又缩小了30ml，且气体变为红棕色，再将红棕色气体通过足量的水 收集到20ml无色气体，试回答：（1）混合气体由什么气体组成？（2）最后收集到的20ml气体是什么气体？2、将4L0.01mol/L的Ca(OH)2溶液与3L0.02mol/L的磷酸溶液充分反应，生成物除水外还有什

13、么？其物质的量是多少？3、同步练习与测试 P108（29题）,5、已知Cl2和NO2在一定条件下可以化合生成一种气态化合 物A。为了测定A的组成，进行如下实验：（1）当Cl2与NO2混合气体以不同比例混合时，测得其平均 式量（分子量）分别为51及61，分别求出Cl2在上述混合气 体中的体积分数。（2）取上述不同比例的混合气体各5L，在一定条件下充分反 应后，气体体积均为4L，由此写出Cl2与NO2反应的化学方 程式。（3）设Cl2的体积分数为X（0X1）时，试讨论当X的取值 不同时（Cl2与NO2总体积为5L）反应后总体积V随X变化的 函数关系，将结果填入下表：,（1/5、3/5）,（Cl2+2NO2=2NO2Cl）,