1、氮族元素，第V主族：元素符號核電荷數電子層結構原子半徑pm主要化合價氮N72 570-3、+1、+2、+3、+4、+5磷P152 8 5110-3、+3、+5砷As332 8 18 5121-3、+3、+5銻Sb512 8 18 18 5141+3、+5鉍Bi832 8 18 32 18 5152+3、+5【最外層電子排布、元素化合價共同點】最外層電子都有5個，最高價+5，最低價-3最高價氧化物R2O5，氣態氫化物RH3【原子半徑、金屬性、非金屬性的遞變規律】原子半徑隨著電子層數的增加而增大，得電子能力減弱非金屬性減弱 失電子能力增強金屬性增強氮、磷：較顯著的非金屬性砷 ：較弱的金屬性和非金屬

2、性銻、鉍：較顯著的金屬性氮族元素的非金屬性比同周期的氧族和鹵族元素弱氮氣N2氮元素的存在：單 質：氮氣，占大氣體積的78%，總質量的75%化合物：無機物（硝酸鹽、銨鹽、氮的氧化物） 有機物（蛋白質、核酸）物理性質：無色、無味、氣體標況下，密度=1.25g/L（比空氣略小，但相近，只能用排水法收集）沸點：-195.8 無色液體（液氮） 難液化熔點：-209.86 雪狀固體難溶于水（1：0.02）氮分子的結構：分子式：N2電子式：結構式：用元素符號和短線來表示分子中原子結合的式子 （一根短線表示一對共用電子，即共價鍵）氮分子的結構很穩定，破壞分子中的共價鍵需要很大的能量通常情況下，N2的化學性質很

3、不活潑，很難跟其他物質發生化學反應一定條件下（高溫、放電），獲得足夠能量，能跟H2、O2、金屬等反應化學性質：高溫高壓催化劑與H2反應： N2+ 3H2 2NH3 + Q （工業合成氨） 【注】反應要加熱，不一定是吸熱反應與O2反應： (無色、有毒、不溶于水)與金屬反應： 高溫時，N2能跟鉀、鈉、鎂、鈣、鍶、鋇等金屬化合 -3 （式量100：CaCO3、KHCO3） 氮化鎂、灰色 【鎂在空氣中燃燒】 （微量） （主要產物，因O2比N2活潑） 【氮化鎂遇水】 （非氧化還原） 用途利亞N2的穩定性（化學性質不活潑）：代替稀有氣體作焊接金屬時的保護氣 充填燈泡，防止鎢絲氧化，減慢鎢絲的揮發 充氮包裝

4、，食品保鮮利用液氮的低溫：深度冷凍物質提供超導材料的工作環境保存待移植的活性器官冷凍麻醉開刀利用一定條件下的反應： 合成氨、制硝酸、氮肥、炸藥、塑料、藥品、染料等氮的固定（固氮）【定義】把大氣中游離態的氮轉化為氮的化合物的過程生物固氮自然固氮大氣固氮固氮途徑化學模擬生物固氮人工固氮 工業固氮 生物固氮豆科植物根部的根瘤菌中存在固氮酶，能把空氣中游離的氨變成氨（銨態氮肥）大氣固氮“雷電發莊稼”閃電時，大氣中的氮轉化為氮的氧化物，經降水生成極稀的硝酸（硝態氮肥） 工業固氮“先合成氨，再生產各種化肥”高溫高壓催化劑N2 + 3H2 2NH3 氨NH3一、氨分子的結構：氮的氣態氫化物分子式：NH3電子

5、式：結構式：分子空間構型：三角錐形氮原子位于錐頂，3個氫原子位于錐底，鍵角10718，極性分子二、物理性質：1、無色、刺激性氣味、氣體2、比空氣輕，標況下，密度=0.771g/L3、極易溶于水（1:700），形成氨水難溶不易溶能（可）溶易溶極易溶H2、CON2O2CO2 1:1Cl2 1:2H2S 1:2.6SO2 1:40HCl 1:500NH3 1:700 【噴泉實驗】視頻 現象：氣體體積迅速減小，燒杯里的酚酞溶液由玻璃管噴入燒瓶，形成紅色噴泉 結論： 氨氣極易溶于水 氨水溶液呈堿性 原理：氣體能被膠頭滴管中擠出的少量液體快速吸收，使燒瓶內氣體壓強遠遠低于外界大氣壓 關鍵： 燒瓶、預先吸液

6、的滴管、長直玻璃管外部都要干燥 氣體要充滿圓底燒瓶 裝置氣密性好，不漏氣，止水夾要夾緊 燒瓶中氣體Cl2CO2H2SNO2+NOHCl滴管中液體濃NaOH濃NaOH濃NaOH濃NaOHH2O4、易液化，成無色液體，放出大量的熱（常溫冷卻到-33.5、常溫加壓到700-800kPa） （易液化的氣體還有：Cl2、SO2、HF）液氨氣化時要吸收大量熱，能使周圍溫度劇降制冷劑 三、化學性質：與水反應：NH3 + H2O NH3H2O NH4+ + OH-化學平衡 電離平衡 【氨水中有6種微粒，3分3離】NH3、H2O、NH3H2ONH4+、OH-、H+（極少量） 【氨水與液氨的區別】液氨是純凈物，只

7、有NH3分子氨水是混合物，含6種微?！景彼男再|】弱堿性：氨氣本身不顯堿性 弱電解質溶液：電解質是NH3H2O不穩定性：刺激性氣味：游離的氨分子揮發性：NH3易揮發（濃氨水瓶口有白霧）保存：密封、陰暗處 密度小于純水，越濃密度越?。?8%，密度=0.91g/cm3） 同酒精 計算氨水的濃度，以NH3計算 沉淀性：很好的沉淀劑，制取Al(OH)3、Fe(OH)3 弱還原性： 離子方程式書寫： 反應物， 寫化學式 生成物：濃溶液+加熱NH3+H2O 稀溶液+不加熱化學式 與酸反應：視頻 白煙（揮發出的氨跟氯化氫化合生成的微小的氯化銨晶體） 硝銨 白煙 硫胺 無白煙 碳銨 無白煙 【注】NH3與揮發

8、性酸反應生成銨鹽，有白煙【氨跟強酸溶液反應的本質】與氧氣反應：（最低價，具有還原性）（Pt、Cr2O3） 氨的催化氧化（接觸氧化），工業制硝酸的基礎 【現象】 雖然停止加熱，催化劑仍能保持紅熱 圓底燒瓶內出現紅棕色氣體 紫色石蕊溶液變紅 燒瓶內有時會看到白色煙霧 圓底燒瓶內紅棕色不明顯 4、與其他氧化劑反應： 氨氣過量 工廠檢驗氯氣 氯氣過量 H2O2、KMnO4 均可氧化NH3四、制法自然界：動植物體內的蛋白質腐敗產生高溫高壓催化劑工業制法： 原理： N2 + 3H2 2NH3 【注】可逆反應，得到的產品是3者的混合物，利用NH3易液化的特點將其分離后，N2和H2可循環使用N2：蒸餾液態空氣

9、 H2：焦炭與高溫水蒸氣反應 實驗室制法：、固態銨鹽與固體強堿加熱【原料】常用消石灰，不用燒堿：在加熱條件下燒堿對玻璃的腐蝕作用更強，試管易碎裂 燒堿價格昂貴 【原理】 強堿制弱堿 【裝置】固固加熱，同O2 【干燥】堿石灰干燥管、U型管（不能用濃硫酸、無水氯化鈣 CaCl28NH3） 【收集】只能用向下排空氣（集氣試管口棉花作用：防止氣體對流，有利于集滿） 【檢驗】 濕潤的紅色石蕊試紙，變藍 把氣體通入酚酞試液，試液變紅氨氣是中學化學唯一的堿性氣體 蘸有濃鹽酸的玻璃棒，白煙 【驗滿】 濕潤的紅色石蕊試紙放在集氣瓶口，變藍 蘸有濃鹽酸的玻璃棒接近瓶口，白煙 【尾氣】用水浸濕的棉花團在生石灰（或固

10、體燒堿）中加入濃氨水 生石灰（或固體燒堿）遇到濃氨水放出大量熱，使一水合氨分解。溫度升高，氨氣的溶解度降低。直接加熱濃氨水 氣體的溶解度隨溫度升高而減??；氨水越濃越易揮發出NH3五、用途作制冷劑、制氮肥、硝酸、炸藥、純堿、合成纖維、塑料、染料、藥物銨鹽銨根離子的結構電子式：結構式：空間構型：正四面體，鍵角10928物理性質：都是離子晶體，能溶于水，呈無色溶液，易被農作物吸收銨鹽是由銨根離子和酸根離子構成的鹽，都是非金屬元素。但屬于離子晶體，存在離子鍵、共價鍵、配位鍵。化學性質：受熱分解： 視頻揮發性酸的銨鹽：氨氣與酸一起揮發，冷卻時又重新結合成銨鹽 【現象】試管底部的NH4Cl晶體漸漸減少，試

11、管上端的壁上有白色固體附著 （在試管上部冷卻時，又重新結合生成白色的氯化銨晶體）【思考】碘受熱變成蒸氣，蒸氣遇冷又變成晶體碘；氯化銨受熱分解生成的氣體遇冷仍變成氯化銨，本質是否相同？碘升華是物理變化；氯化銨分解是化學變化難揮發性酸的銨鹽：氨呈氣態逸出，酸殘留在加熱容器中 不穩定且無強氧化性酸的銨鹽：氨氣、酸的分解產物 不穩定且有強氧化性酸的銨鹽：溫度不同，產物不同 【注】銨鹽只有在固態時，才能較好地受熱分解，溶液時很難不是所有銨鹽受熱分解都產生NH3 銨態氮肥要低溫保存、避免受熱、深施蓋土跟堿反應（視頻） 銨鹽跟可溶性強堿溶液反應的本質： 該性質的應用： 1）實驗室制取氨氣2）檢驗NH4+：

12、【注】實驗室不能用加熱分解銨鹽的方法檢驗NH4+： 1）可能爆炸 2）并不是所有的銨鹽分解都產生氨氣 3）識別銨態氮肥（與熟石灰混合） 【注】銨鹽晶體和固體堿同樣能反應逸出氨氣銨態氮肥不能跟堿性物質（草木灰）混合使用或保存，會降低肥效（跑氨現象） 【銨態氮肥注意事項】低溫保存、避免受熱、深施蓋土不能跟堿性物質（草木灰）混合使用或保存（跑氨現象）銨鹽的水解： NH4+ + H2O NH3H2O + H+用途：作氮肥貯存：密封包裝，并放在陰涼通風處氮的氧化物氮的化合價：-3 0 +1 +2 +3 +4 +5 N2O NO N2O3 NO2、N2O4 N2O5【N2O】氧化亞氮、一氧化二氮、笑氣 無

13、色、有甜味、氣體 能溶于水，但不與水作用 可用作麻醉劑【N2O3】紅棕色氣體、藍色液體 熔點-102 -20表現穩定，于3.5即分解，生成NO和NO2 把NO和NO2混合，并使溫度低于-21即可制得【N2O5】熔點30（常溫下為固體） 沸點47（易分解成NO2和O2） 溶于水，與水反應生成硝酸（酸酐）NO物理性質： 無色、無刺激性氣味、氣體 不成鹽氧化物，既不（微）溶于水，也不溶于酸和堿 有毒，會使血紅蛋白變質化學性質： 在常溫下很容易跟空氣中的氧氣反應生成紅棕色的具有刺激性氣味的NO2 2NO + O2 2NO2 N2O4 + Q 紅棕色 無色 3體積 2體積 1體積 若將20mlO2注入貯

14、有40ml的NO針筒中，最后將得到多少體積氣體？ 20V40制備： 氨的催化氧化： 銅與濃硝酸： 二、NO2物理性質： 紅棕色、有刺激性氣味、氣體 易溶于水 有毒化學性質： 不是硝酸的酸酐 2NO2 N2O4 + Q制備： 銅與濃硝酸： NO2、NO、O2各種組合的混合氣體溶于水 硝酸制法1、實驗室制法 【原理】 高沸點制低沸點硝石（固體）【裝置】同HCl【注意】不能強熱（500），硝酸不穩定2、工業制法（氨氧化法）：【注意】因工業生產上尾氣要循環使用，所以可理解為理論上氮元素沒有損耗，所以實際計算時： NH3HNO3 2NH3NH4NO3盡管采用循環使用，但一定還有尾氣排出，主要成分是NO和

15、NO2，常用堿來吸收 NaNO2是有毒物質，但外觀很難與NaCl區分（咸肉） 二、物理性質： （純）無色、有刺激性氣味、液體 易揮發 密度=1.50g/cm3 沸點低：83 能與水以任意比例互溶 常用的濃硝酸濃度大約是69%（16.4mol/L），濃度在98%以上的濃硝酸通常叫做發煙硝酸（硝酸里逸出的硝酸蒸氣遇到空氣里的水蒸氣，生成大量極微小的硝酸液滴）化學性質酸的通性： 與堿反應： 與堿性氧化物反應：CuO 與鹽反應：不穩定性：常溫見光分解，受熱分解更快 【注意】 不穩定性是化學變化，揮發性是物理變化 通?？吹降臐庀跛岢庶S色 （分解生成的NO2溶于硝酸） 保存：棕色瓶，黑暗低溫處 不能單純用

16、加熱蒸發溶劑的方法進行濃縮，需同時加入Mg(NO3)2或濃硫酸作吸水劑，可將50%96%以上氧化性： 無論濃稀，都有氧化性；越濃氧化性越強 1）與金屬反應（金、鉑除外）既表現酸性，又表現氧化性（視頻1、2） 劇烈生成紅棕色氣體 溶液呈藍綠色（黃+藍） 溶有NO2 緩慢生成無色氣體，該氣體與空氣接觸就變成紅棕色 （接近液面處顏色淺，試管口較深） 溶液呈藍色【鈍化】鋁、鐵在常溫下與濃硝酸、濃硫酸鈍化（化學變化），但加熱條件下反應仍能進行 【王水】濃硝酸和濃鹽酸的混合物（體積比1：3），氧化能力更強，能使一些不溶于硝酸的金屬溶解（金、鉑）【氧化性酸】氧化性來自中心原子 （硝酸、濃硫酸、高錳酸HMnO

17、4）【酸的氧化性】來自H+ 酸性與非金屬反應僅表現氧化性 硝酸足量 與低價化合物反應（Fe2+、I-、S2-）表現氧化性 4）與有機物反應（松節油、木鋸末）硝酸鹽物理性質：都易溶于水化學性質：受熱易分解，產生氧氣 （Hg、Ag） （MgCu） （KNa）三、用途：作氧化劑（硝酸鉀是火藥、煙火的組成部分） 作肥料四、貯存：與易燃物隔離存放（分解放出O2）化肥肥料三要素：氮、磷、鉀一、氮肥：銨態氮肥：NH4Cl、(NH4)2SO4、NH4HCO3、NH4NO3、NH3（aq） 注意：低溫保存，深施蓋土、避免受熱 不可與堿性物質混用（草木灰）硝態氮肥：KNO3、NH4NO3有機氮肥：（NH2）2CO 白色晶體含氮量高：47%中性，對土壤的破壞作用小在微生物作用下跟水緩慢反應生成碳酸銨，肥效持久 制備： *氮肥的有效成分常以氮