高中化学氮族元素知识点总结+练习

1、必修三氮族元素一、氮和磷氮族元素：包括氮(7N)、磷、(15P)、砷(33As)、锑(51Sb)、铋(83Bi)五种元素氮族元素位于元素周期表中第VA 族，其代表元素为氮和磷氮族元素的原子构造相像性：5主要化合价：氮有3、+1、+2、+3、+4、+5 价；磷和砷有3、+3、+5 价；锑、铋有+3、+5 价递变规律：按氮、磷、砷、锑、铋的挨次，随着核电荷数的增加，电子层数增多，原子半径增大，失电子力量增加， 得电子力量减弱，非金属性减弱，金属性增加在氮族元素的单质中，氮、磷具有较明显的非金属性；砷虽然是非金 属，但有一些金属性；锑、铋为金属氮族元素单质的物理性质NN2PAsSbBi白磷：白色或黄

2、色颜色无色灰砷：灰色银白色银白色或微显红色红磷：红棕色状态气体固体固体固体固体逐渐增大密度熔点、沸点先按N2、P、As 的挨次渐渐上升，而后按 Sb、Bi 的挨次渐渐降低一.氮气1.(1)N2 78(体积分数)或 75(质量分数)；化合态氮存在于多种无机物和有机物中，氮元素是构成蛋白质和核酸不行缺少的元素氮气的物理性质：纯洁的氮气是无色气体，密度比空气略小氮气在水中的溶解度很小在常压下，经降温后，氮气变成无色液体，再变成雪花状固体氮气的分子构造：氮分子(N2)的电子式为况下，氮气的化学性质稳定、不活泼氮气的化学性质：N2与H2化合生成NH3N2 +3H2N2与O2化合生成NO：N2 + O25

3、氮气的用途合成氨，制硝酸；，构造式为 NN由于 N2 分子中的 NN 键很结实，所以通常情该反响是一个可逆反响，是工业合成氨的原理O在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反响代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化；在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发；保存粮食、水果等食品，以防止腐烂；医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进展手术；利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能NO、NO2性质的比较氮的氧化物物理性质化学性质一氧化氮(NO)为无色、不溶于水、有毒的气体极易被空气中的O2 氧化：2NO + O2= 2NO2NO 中的氮为+2 价，处于中间价态，既有氧化性又有复原性

4、二氧化氮(NO2)为红棕色、有刺激性气味、有毒的气体，易溶于水H2O3NO2 + H2O2HNO3 + NOHNO3原理在此反响中，NO2同时作氧化剂和复原剂)自然界中硝酸盐的形成过程(1)电闪雷鸣时：N2+O2(2) 2NO + O2= 2NO22NO(3)下雨时：3NO2 + H2O2HNO3 + NO(4)生成的硝酸随雨水淋洒到土壤中，并与土壤中的矿物作用生成能被植物吸取的硝酸盐光化学烟雾：NO、NO2 有毒，是大气的污染物空气中的NO、NO2 污染物主要来自于石油产品和煤燃烧的产物、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气NO2 在紫外线照耀下，发生一系列光化学反响，产生一种有毒的烟雾光化学烟雾因

5、此，NO2是造成光化学烟雾的主要因素光化学烟雾刺激呼吸器官，使人生病甚至死亡二磷1. (1骨骼、牙齿和神经组织，植物的果实和幼芽，生物的细胞里都含有磷(2)单质磷的化学性质：与O2反响：4P+5O22P2O5磷在C12中燃烧：2P+3C12(缺乏量)磷的同素异形体白磷与红磷磷的同素异形白磷体2PCl32P+5Cl2(足量)2PCl5红磷说明物态密度无色蜡状固体红棕色粉末白磷与红磷的构造不同是物理性质存在差异的缘由由两者物理性质的不同，证明白白磷与红磷是理(gcm3)性溶解性毒性1.822.34不同的单质不溶于水溶于 CS2不溶于水，也不溶于 CS2剧毒无毒质40(白磷受到轻240着火点微的摩擦

6、就会燃烧；常温时，白磷可被氧化而发光)化学性质白磷、红磷在空气中燃烧，都生成白色的P2O5相互转化白磷红磷白磷与红磷燃烧都生成PO素形成的单质证明白磷与红磷所含元素一样互为同素异形体保存方法密封保存，少量白磷保存在水中制造高纯度磷酸；密封保存，防止吸湿切削白磷应在水中进展用途制造燃烧弹、烟幕弹安全火柴五氧化二磷、磷酸五氧化二磷的性质：五氧化二磷是白色粉末状固体，极易吸水(因此可作酸性气体的枯燥剂)P2O5 是酸性氧化物，与水反响：P2O5+3H2O2H3PO4磷酸的性质、用途：磷酸(H3PO4)是一种中等强度的三元酸，具有酸的通性磷酸主要用于制造磷肥，也用于食品、纺织等工业氮、磷元素及其单质、

7、化合物性质的比较元素自然界中存在的形式氮(N)游离态和化合态磷(P)只有化合态单质与O2 化合的状况N2+O2 4P+5O22NO易2P2O5难单质与H2化合的状况N2 +3H22P(蒸汽) + 3H2单质活泼性：N2P2NH32PH3单质的化学活泼性及缘由氢化物的稳定性最高价氧化物对应水化物的酸性非金属性二铵盐1.氨氨的物理性质：缘由：N2 分子中NN 键很结实，故N2 性质稳定、不活泼NH3PH3HNO3H3PO4NP氨是无色、有刺激性气味的气体，比空气轻；氨易液化在常压下冷却或常温下加压，气态氨转化为无色的液态 氨，同时放出大量热液态氨气化时要吸取大量的热，使四周的温度急剧下降；氨气极易

8、溶于水在常温、常压下， 1 体积水中能溶解约 700 体积的氨气(因此，氨气可进展喷泉试验)；氨对人的眼、鼻、喉等粘膜有刺激作用假设不慎接触过多的氨而消灭病症，要准时吸入颖空气和水蒸气，并用大量水冲洗眼睛氨分子的构造：NH3 的电子式为，构造式为，氨分子的构造为三角锥形，N 原子位于锥顶，三个H原子位于锥底，键角10718，是极性分子氨的化学性质：跟水反响氨气溶于水时 (氨气的水溶液叫氨水 )，大局部的 NH3 分子与 H2O 分子结合成 NH3H2O(叫一水合氨)NH3H2O 为弱电解质，只能局部电离成NH4OH：NH3 + H2ONH3H2ONH4 + OH氨水的性质：氨水具有弱碱性，使无

9、色酚酞试液变为浅红色，使红色石蕊试液变为蓝色氨水的浓度越大，密度反 而越小(是一种特别状况)NH3H2ONH4+ OHNH3+ H2O氨水的组成：氨水是混合物(液氨是纯洁物)，其中含有 3 种分子(NH3、NH3H2O、H2O)和 3 种离子(NH4和 OH、极少量的H)氨水的保存方法：氨水对很多金属有腐蚀作用，所以不能用金属容器盛装氨水通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮 袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里有关氨水浓度的计算：氨水虽然大局部以NH3H2O 形式存在，但计算时仍以 NH3 作溶质跟氯化氢气体的反响：NH3 + HCl NH4C1说明： a当蘸有浓氨水的玻璃棒与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时，产生

10、大量白烟这种白烟是氨水中挥发出来的NH3HClNH4C1b氨气与挥发性酸(浓盐酸、浓硝酸等)相遇，因反响生成微小的铵盐晶体而冒白烟，这是检验氨气的方法之 c氨气与不挥发性酸(如H2SO4、H3PO4等)反响时，无白烟生成跟氧气反响： 4NH3 + 5O24NO + 6H2O说明：这一反响叫做氨的催化氧化(或叫接触氧化)，是工业上制硝酸的反响原理之一 (4)氨气的用途：是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱的原料；是有机合成工业如合成纤维、塑料、染料、尿素等的常用原料； 用作冰机中的致冷剂2.铵盐铵盐是由铵离子(NH4)和酸根阴离子组成的化合物铵盐都是白色晶体，都易溶于水 (1)铵盐的化学性质：受热分

11、解固态铵盐受热都易分解依据组成铵盐的酸根阴离子对应的酸的性质的不同，铵盐分解时有以下三种状况：组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是非氧化性的挥发性酸时，则加热时酸与氨气同时挥发，冷却时又重化合生成铵盐。例如：NH4Cl(固)又如：NH3+ HClNH3 + HClNH4Cl(试管上端又有白色固体附着)(NH4)2CO32NH3+ H2O + CO2NH4HCO3NH3+ H2O + CO2组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是难挥发性酸，加热时则只有氨气逸出，酸或酸式盐仍残留在容器中如： (NH4)2SO4NH4HSO4 + NH3(NH4)3PO4H3PO4+ 3NH3组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是氧化性

12、酸，加热时则发生氧化复原反响，无氨气逸出例如：NH4NO3N2O+ 2H2O跟碱反响铵盐的通性固态铵盐 + 强碱(NaOH、KOH)无色、有刺激性气味的气体纸纸变蓝色例如：(NH4)2SO4+2NaOHNH4NO3+NaOHNa2SO4 + 2NH3+ 2H2ONaNO3 + NH3+ H2O说明：a假设是铵盐溶液与烧碱溶液共热，则可用离子方程式表示为： NH4+ OHNH3+ H2Ob假设反响物为稀溶液且不加热时，则无氨气逸出，用离子方程式表示为：NH4+ OHNH3 H2O c假设反响物都是固体时，则只能用化学方程式表示(2)氮肥的存放和施用铵盐可用作氮肥由于铵盐受热易分解，因此在贮存时应

13、密封包装并存放在阴凉通风处；施用氮肥时应埋在土下并准时灌水，以保证肥效铵盐(NH4)的检验 将待检物取出少量置于试管中，参加 NaOH 溶液后，加热，用潮湿的红色石蕊试纸在管口检验，假设试纸变蓝色，则证明待检物中含铵盐(NH4)氨气的试验室制法2反响原理：固态铵盐如 NH4Cl、(NH4)2SO4 等与消石灰混合共热：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2 + 2NH3+ 2H2O2发生装置类型：固体+固体气体型装置(与制O枯燥方法：常用碱石灰(CaO 和 NaOH 的混合物)作枯燥剂不能用浓H2SO4、P2O5 等酸性枯燥剂和 CaCl2 枯燥氨气，由于它们都能与氨气发生反响(CaCl2NH

14、3CaCl28NH3)收集方法：只能用向下排气法，并在收集氨气的试管口放一团棉花，以防止氨气与空气形成对流而造成制得的氨气 不纯验满方法；将潮湿的红色石蕊试纸接近集气瓶口，假设试纸变蓝色，则说明氨气已布满集气瓶；将蘸有浓盐酸的 玻璃棒接近集气瓶口，有白烟产生，说明氨气已布满集气瓶留意制氨气所用的铵盐不能用 NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3 等代替，由于 NH4NO3 在加热时易发生爆炸，而NH4HCO3、(NH4)2CO3极易分解产生CO2气体使制得的NH3不纯消石灰不能用 NaOH、KOH 等强碱代替，由于 NaOH、KOH 具有吸湿性，易潮解结块，不利于生成的氨气逸出，Na

15、OH、KOHNH3 极易溶于水，制取和收集的容器必需枯燥试验室制取氨气的另一种常用方法：将生石灰或烧碱参加浓氨水中并加热有关反响的化学方程式为： CaO + NH3H2OCa(OH)2 + NH3加烧碱的作用是增大溶液中的O转化为气体的装置一样三、硝酸1.硝酸(1)物理性质：3质量分数为 98以上的浓硝酸挥发出来的 HNO3 蒸气遇空气中的水蒸气形成的极微小的硝酸液滴而产生“发烟现 (2)化学性质：具有酸的一些通性例如：CaCO3 + 2HNO3(稀)Ca(NO3)2 + CO2+ H2O(试验室制CO2气体时，假设无稀盐酸可用稀硝酸代替)332关反响的化学方程式为：4HNO32H2O + 4

16、NO2+O2强氧化性：不管是稀 HNO3 还是浓 HNO3，都具有极强的氧化性HNO3 浓度越大，氧化性越强其氧化性表现在以下几方面：几乎能与全部金属(除 Hg、Au 外)反响当 HNO3 与金属反响时，HNO3 被复原的程度(即氮元素化合价降低的程度)取决于硝酸的浓度和金属单质复原性的强弱对于同一金属单质而言，HNO3 的浓度越小，HNO3 被复原的程度越大，氮元素的化合价降低越多一般反响规律为：金属 + HNO3(浓) 硝酸盐 + NO2 + H2O金属 + HNO3(稀) 硝酸盐 + NO + H2OMg、Zn 等) + HNO3(极稀) 硝酸盐 + H2O + N2ONH3等)金属与硝

17、酸反响的重要实例为：3Cu + 8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2 + 2NO+ 4H2O该反响较缓慢，反响后溶液显蓝色，反响产生的无色气体遇到空气后变为红棕色(无色的 NO 被空气氧化为红棕色的NO2NOCu + 4HNO3(浓) Cu(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O该反响较猛烈，反响过程中有红棕色气体产生此外，随着反响的进展，硝酸的浓度渐渐变稀，反响产生的气体是NO2、NO常温下，浓HNO3 能将金属 Fe、A1 钝化，使 Fe、A1 的外表氧化生成一薄层致密的氧化膜因此，可用铁或铝制容器盛放浓硝酸，但要留意密封，以防止硝酸挥发变稀后与铁、铝反响(与浓硫酸相像)浓 HNO3 与浓盐

18、酸按体积比 13 配制而成的混合液叫王水王水溶解金属的力量更强，能溶解金属Pt、AudC、S、PC + 4HNO3(浓) CO2+ 4NO2+ 2H2Oe能氧化某些具有复原性的物质，如H2S、SO2、Na2SO3、HI、HBr、Fe2等应留意的是，NO3无氧化性，而当NO3在酸性溶液中时，则具有强氧化性例如，在 Fe(NO3)2 溶液中参加盐酸或硫酸，因引入了 H而使 Fe2被氧化为 Fe3；又如，向浓HNO3 与足量的 Cu 反响后形成的 Cu(NO3)2 中再参加盐酸或硫酸，则剩余的Cu 会与后HNO3连续反响f能氧化并腐蚀某些有机物，如皮肤、衣服、纸张、橡胶等因此在使用硝酸(尤其是浓硝酸

19、)时要特别留神，万一不 慎将浓硝酸弄到皮肤上，应马上用大量水冲洗，再用小苏打或肥皂液洗涤保存方法硝酸易挥发，见光或受热易分解，具有强氧化性而腐蚀橡胶，因此，试验室保存硝酸时，应将硝酸盛放 在带玻璃塞的棕色试剂瓶中，并贮存在黑暗且温度较低的地方用途硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等2.亚硝酸盐亚硝酸钠的性质：亚硝酸钠(NaNO2)是无色或浅黄色晶体，外观类似食盐，有咸味，易溶于水，有毒既具有氧化 性又具有复原性亚硝酸钠的存在：长时间加热煮沸或反复加热沸腾的水，由于水中NO3浓度增大，饮用后局部 NO3在人体内NO腐烂的蔬菜中；腌制的食品如酸菜、肉制品中亚硝酸盐的用途：

20、用于印染、漂白等行业；在某些食品如腊肉、香肠中用作防腐剂和增色剂；用作混凝土的 掺合剂等亚硝酸盐对人体的危害亚硝酸盐是一种潜在的致癌物质，过量或长期食用对人体会造成危害假设误食亚硝酸盐或 以，国家对食品中的亚硝酸盐的含量有严格的限制四氧化复原反响方程式的配平氧化复原反响方程式的配平包括氧化复原反响化学方程式的配平和氧化复原反响离子方程式的配平 (1)配平的原则：质量守恒原则：反响前后各元素的原子个数相等化合价守恒原则：氧化剂化合价降低的总数与复原剂化合价上升的总数相等电荷守恒原则：离子方程式两边阴、阳离子所带的正、负电荷的总数相等 (2)配平的一般步骤：以保证质量守恒和电荷守恒配平的一般方法：

21、在具体涉及到一个氧化复原反响方程式的配寻常，到底是先配反响物还是产物，或是先配氧化剂及其复原产物、再配 复原剂及其氧化产物，则需依据不同的氧化复原反响方程式作具体分析顺向法配系数时，先配反响物、后配生成物适用状况：这种配平方法适用于大多数的氧化复原反响方程式的配 平，尤其是以下几类反响的配平，a有两种以上元素被氧化或复原的反响； b归中反响； c氧化剂或复原剂的化学式中有脚标的反响例1配平化学方程式：FeS2 + O2一Fe2O3 + SO2例2配平化学方程式： S + KOH K2S + K2SO3答案见最终五有关化学方程式的计算有一种反响物过量的计算在化学反响中，反响物之间是按化学方程式所

22、确定的质量比进展反响的假设反响中给出了一种反响物的质量，而 其他反响物是足量的或过量的，则可利用的反响物的质量求算生成物的质量假设反响中的两种反响物的质量都已 然后再依据缺乏量的反响物求算生成物的质量推断反响物过量的方法有：假设法假设一种反响物 A 完全反响，依据 A 的质量求算出与 A 恰好反响的另一反响物 B 的质量(B)，再将(B)与题给的Bm(B)相比较假设(B)m(B)，则假设成立，即 B 过量，A 完全反响，应以A 求算生成物的量； 假设(B)m(B)，则假设不成立，即 A 过量，B 完全反响，应以B 求算生成物的量比较法设 A 与 B 按化学方程式所确定的质量分别为 M(A)和

23、M(B)，然后将题目所给的质量 m(A)与 m(B)分别与M(AM(B)相比，再看比较结果的大小假设 mA) m(B)，则反响物A 过量，B 反响完全，用B 求算生成物的量；M(A)M(B)假设 mA) m(B)，则反响物B 过量，A 反响完全，用A 求算生成物的量；M(A)M(B)假设 m(B)，则A 与 B 恰好完全反响，用A 或 B 求算生成物的量均可M(A)M(B)穿插法将两种反响物的质量 m(A)、m(B)分别列入化学方程式中对应物质的质量 M(A)、M(B)之下，然后穿插M(B)m(A)M(A)m(BA 过量，B 反响完全留意：在进展有一种反响物过量的计算时，还要考虑生成物是否与过

24、量的反响物连续反响，假设连续反响，又要进一步 推断连续反响时哪一种反响物过量，再进展下一步计算例1将 3.3 gCO2 通入含3.7 gCa(OH)2 的澄清石灰水中，问能产生CaCO3沉淀多少克?分析此题中两种反响物的质量都已给出假设 CO2 气体过量，则反响生成的 CaCO3 与可能过量的 CO2 会再发生反响，生成Ca(HCO3)2，使生成的CaCO3局部溶解解CO2Ca(OH)2哪个过量3.3 g CO2Ca(OH)2 g，则Ca(OH)2 + CO2 CaCO3+ H2O74443.3 44由于5.55(g)3.7(g)，即所需的 Ca(OH)2 的质量小于题给的质量，故 Ca(OH

25、)2 为缺乏量，CO2 过量用缺乏Ca(OH)2CaCO3的质量Ca(OH)2 + CO2 CaCO3+ H2O74441003.7m1(CO2)m1(CaCO3)1m (CO ) 443.7 2.2174l3故剩余 m(CO2)3.32.21.1(g)m (CaCO ) 1003.7 l374CO2CaCO3哪个过量 CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2100445.01.15.0 1.1 CaCO3 CO2 求算溶解的 CaCO3 的质量10044CaCO3+CO2+H2O Ca(HCO3)210044m2 (CaCO3)1.12m (CaCO ) 1001.1 2.5(

26、g)244所以最终剩余的 CaCO3 的质量为：m(CaCO3)ml (CaCO3)m2 (CaCO3)5.02.52.5g即生成的 CaCO3 沉淀为 2.5 g答案：略多步反响的计算从最初的原料反响物经过多步反响变成最终的产物，要求依据反响物的量计算生成物的量或者依据生成物的量 求算反响物的量时，可用关系式法求解关系式法的解题原理是：依据多步反响中的每一步化学方程式，找出最初反 应物与最终生成物之间的物质的量的关系，一步列式进展计算多步反响计算的一般步骤为：写出各步反响的化学方程式并配平；依据化学方程式找出可作为中介的物质，并确定最初反响物、中介物质及最终生成物之间量的关系； (3)确定最

27、初反响物和最终生成物之间的量的关系；(4)依据所确定的最初反响物与最终生成物之间的量的关系和条件进展计算留意假设最初的反响物与最终的生成物含有一样元素，则可直接利用元素的原子个数守恒来列式计算例如，接触 法制H2SO4时，假设用FeS2为原料，则有：FeS22H2SO4；假设用S为原料，则有：SH2SO4假设在反响的各步均有反响物损失，可利用以下关系进展计算：a每步反响的转化率可累积到原料或产物上； b某一化合物中的某一元素的损失率等于该化合物的损失率例如： SFeS2的损失率；c原料利用率1原料损失率例 2接触法制硫酸尾气中的 SO2 可用氨水吸取，吸取到达饱和后的溶液再与 93的硫酸反响，

28、可放出 SO2 并得到(NH4)2SO4 溶液此法可制得较纯的SO2，将(NH4)2SO4 溶液经结晶、分别、枯燥后可制得固体硫酸铵肥料写出有关反响的化学方程式某厂每天排放含 SO2 的体积分数为 0.2的尾气 10 000 m3，问每天要消耗同温、同压下(标准状况)的氨气多少立方米？可得到硫酸铵多少千克?解(1)SO2 + 2NH3H2O (NH4)2SO3 + H2O(NH4)2SO3 + SO2 + H2O 2NH4HSO32NH4HSO3 + H2SO4 (NH4)2SO4 + 2SO2+ 2H2O(NH4)2SO3 + H2SO4 (NH4)2SO4 + SO2+ H2O(2)从上述反响、可知： 2SO22NH3H2O2NH32NH4HSO3(NH4)2SO4SO2与 NH3 之间的比例关系为：SO2NH31l10 0000.2V(NH3)V(NH3) 1100000.200120(m3)又由上述关