2006年高考第一轮复习化学：氮和磷讲义.doc

2006浙江新昌中学高三第一轮复习 第八章 氮族元素 一、氮和磷 知识梳理 ●网络构建 ●自学感悟 1.氮及其化合物 （1）氮气分子的结构式N≡N，电子式∶N N∶，由于N2分子中的N≡N键很牢固，使氮分子很稳定，通常情况下，氮气的化学性质很不活泼，很难与其他物质发生反应。但在一定条件下氮分子中的共价键也能够断裂，与某些物质发生反应，氮气在高温下与H2、Mg等反应而显氧化性、与O2反应而显还原性。 （2）下图表示A、B、C、D、E五种含氮物质相互转化的关系图。其中A、B、C、D常温下都是气体，B为红棕色，写出A、B、C、D、E的化学式和各步反应的化学方程式。 （1）各物质的化学式为： A ，B ，C ，D ，E 。 （2）各步反应的化学方程式为： A→C： D→C： B→E： E→C： 2.磷及其化合物 （1）白磷和红磷物理性质的比较及相互转化 名 称白 磷红 磷分子结构P4正四面体Pn分子结构很复杂颜色状态白色（淡黄色）蜡状固体红棕色粉末状固体溶解性不溶于水、易溶于CS2不溶于水也不溶于CS2毒 性剧毒无毒着火点40℃240℃保存方法少量可保存在水里，大量密封保存密封保存（易缓慢氧化，生成易吸水的氧化物）相互转化白磷 红磷（2）一种蜡状固体在空气中完全燃烧生成白色粉末X，将X加入冷水中生成含氧酸Y，将X加入热水中生成含氧酸Z，从以上实验现象可判断此蜡状固体是白磷，X是，Y是，Z是。 思考讨论 1.氮元素的非金属性强于磷，为什么单质的活泼性磷远远强于氮？ 提示：P和N虽为同族元素，元素性质一般是指原子的性质，氮原子的非金属性强于磷原子的非金属性。但是两种单质的性质却相反。由于受分子结构的影响，N2中存在N≡N三键，键能大，不容易断裂，所以在通常条件下N2的化学性质很稳定，只有在加热、点燃、放电、催化剂等存在的条件下才能与某些物质反应；而白磷的正四面体中，P—P键键能较小，容易反应。 2.“雷雨发庄稼”包含哪些科学道理？涉及哪些化学反应方程式？ 提示：雷雨闪电时可把空气中的氮气转化为氮的化合物（固氮反应），落到地面上形成 氮肥，有利于作物的生长。其主要化学变化有：N2NONO2HNO3硝酸盐。 疑难突破 1.氮元素的化学活动性与氮气分子的稳定性 元素的性质取决于元素的原子结构。氮的原子半径小，吸引电子的能力较强，故表现出较强的化学活动性。所以说氮元素是一种较为活泼的非金属元素。 氮气的稳定性则取决于氮气分子的结构。氮气分子是由两个氮原子共用三对电子结合而成的。氮分子中有共价三键（N≡N），当氮气参加化学反应时，必须打开（破坏）分子中的三键，这就需要吸收很高的能量。因此，在通常情况下，氮气的性质很不活泼，很难跟其他物质发生化学反应。只有在高温或放电条件下，氮分子获得了足够的能量，使氮分子中的共价键断裂而形成活动性较强的氮原子，才能跟氢气、氧气、金属等物质发生化学反应。由于氮元素的非金属性较强，与金属反应生成的化合物一般为离子化合物，如Mg3N2，其电子式为： Mg2+ Mg2+ 2.氮的氧化物有多种 （1）氮元素有＋1、＋2、＋3、＋４、＋5等五种正价态，五种正价对应六种氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐。NO是一种无色还原性较强的气体，易被O2氧化为NO2，NO2是一种红棕色的易溶于水且与水反应的气体，氧化性强，能氧化SO2，能使湿润的KI－淀粉试纸变蓝。 （2）NO、NO2都是大气污染物，空气中NO、NO2主要来自石油产品和煤燃烧、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气。其中空气中的NO2是造成光化学烟雾的主要因素。 （3）可用下列反应，在实验室制取NO、NO2。 3Cu+8HNO3（稀）====3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3（浓）====Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O 深化拓展 通常“纯净”的NO2或N2O4并不纯，因为在常温、常压下能发生2NO2N2O4反应。由于此可逆反应的发生，通常实验测得NO2的相对分子质量大于它的实际值，或在相同条件下，比相同物质的量的气体体积要小。同理，通常实验测得N2O4的相对分子质量小于它的实际值，或在相同条件下，比相同物质的量的气体体积要大。此外涉及NO2气体的颜色深浅、压强、密度等要考虑此反应。因而可逆反应2NO2N2O4在解化学题中有很重要的应用。 3.氮的氧化物与水反应的计算 （1）关系式法： ①对于NO2、NO分别与O2混合与水反应的计算，首先写出以下方程式： 3NO2+H2O====2HNO3+NO 2NO+O2====2NO2 将以上两式叠加得以下计算关系式： 4NO2+O2+2H2O====4HNO