氮族元素

这是一篇有关于氮族元素的思维导图，详细的归纳了氮元素、氮气、氮的氧化物、氮的含氧酸等内容知识，赶快收藏吧！

氮族元素

氮族元素

氮元素

有五个价电子，最高可以正五价（但由于没有d轨道，最多形成四条共价键，而其他的可以配位6）

氮气

稳定性：最稳定的二元化合物

氮化物

金属氮化物：主要形成于一二族 注意重金属氮化物易爆炸

氮化锂

氮化镁

非金属氮化物（共价晶体）

氮化硼

氮化硅

四氮化三硅

氮气的制备

分馏液态空气（混有水和氧气）

实验室：加热铵盐和亚硝酸盐

氨气和氧化铜加热

固氮

空气固氮（打雷）

人工固氮（合成氨）

注意固氮的含义，必须是氮气转化为其他形态

如二氧化氮的吸收就不是

氮的氢化物

氨气

制备

加热

将氯化铵和氢氧化钙固体混合加热（研磨）

不能用氢氧化钠

不能用硝酸铵（爆炸）

试管口要朝下，防止水回流（不怕固体熔化堵塞）

向下排空气收集

不加热

浓氨水滴入氧化钙中 原理：浓氨水中的氨遇热挥发（不能用稀的）

可用碱石灰

氨的水合电离平衡移动的解释

自耦电离

强配位能力

用来使某些金属化合物溶解

极易溶于水

在水中于水以氢键的形式结合为一水合氨

形成氨水，有弱碱性

一比七百溶解（酸碱性溶解度都极大，必须加热才能挥发）

氨水密度小于水，且氨越多密度越小

子主题

氨气的氧化

点燃：生成氮气

注意没有催化剂最多只能生成氮气 反向正价的还原也一样

氮气不能直接生成二氧化氮

催化氧化：生成一氧化氮

除去水和氨：红棕色气体

不除去：冒白烟硝酸铵（看不见红棕了）

与氯气的反应

生成氮气（氮变正价要催化）

氯气过量

生成氮气和氯化氢

氯气少量

生成氮气和氯化铵

产生白烟 可以用来检验管道的泄漏 既可用于氯气，也能用于氨气

金属氧化物的热还原

与氧化铜反应生成氮气

与氮氧化物的归中反应

一般生产氮气

氨气的作用

生产化肥

易加压液化，可作制冷剂

等价于汽化时吸收大量的热 （本质是易形成氢键缔合）

铵盐

弱酸性

铵根的稳定性

铵根为正四面体结构，虽然是负三价， 但相比于氨气较稳定

硝酸铵可以稳定存在

热稳定性差

普通酸根：分解为相应的酸和氨

常见铵盐NH4Cl

加热氯化铵，生成氯化氢气体和氨气 出现类似升华的现象（注意其本质并不是升华）

固体完全消失

在试管口冷却，二者重新反应，产生白色晶体

可作为阻燃剂，溶液处理后的物质不易燃烧 （阻止燃烧，而不是提高物品的着火点）

分解吸收能量，降低温度

分解后产生的气体隔绝氧气

氧化性酸：与氨发生氧还，产生大量气体 易发生爆炸 如硝酸铵，重铬酸铵，高氯酸铵

与酸反应，生成相应的铵盐

肼

负二价氧，表现出强还原性

反应生成氮气（如和卤素反应）

二元弱碱，在水中可以发生两次电离

碱性不如氨气

叠氮化物，如叠氮化氢HN3，氮为负三分之一价

氮的氧化物

一氧化氮

制备

利用Cu和稀硝酸的反应

检验：遇空气变为红棕色

关键：排尽空气

烧红磷，生成固态的五氧化二磷

通入保护气体如氮气

用液体充满容器（量气管）

收集方式

排水法

排二氧化碳法（密度和空气相似，不能排空气）

汽车尾气的无害化处理

汽车尾气包括氮氧化物和CO等

注意氮氧化物和汽油无关，是电火花使得空气中的 氮气和氧气反应生成一氧化氮

处理方法：适用特殊催化剂

发生反应NOx+CO→N2+CO2

作用：神经递质；可作为治疗心绞痛的药物

与氧气的反应

迅速氧化生成NO2

不成盐氧化物，不溶于酸碱水中

二氧化氮

物理性质：红棕色气体，有毒

聚合反应

二聚形成N2O4，存在平衡（红色变浅）

NO2中不能有阿伏伽德罗常数的计算

和水的反应

广义水解，两个NO2一个要H一个要OH，生成硝酸和亚硝酸

水中

亚硝酸不稳定发生歧化，生成一氧化氮和硝酸

总反应式：NO+H2O歧化为NO和HNO3

碱中

亚硝酸稳定存在，和硝酸一起与OH反应

总反应式：NO2和碱反应生成硝酸盐和亚硝酸盐

特殊情况：等量的NO和NO2通入碱中

看作二者化合为亚硝酐再反应

只生成亚硝酸盐

可用于NO和NO2的混合除杂

由于硝酸浓度不断变化，因此除杂效果并不理想

和氧气一起反应

全部化合为硝酸，不会放出NO

水与NO，NO2，O2的混合反应 的有关计算

只能剩下NO或O2，分别计算结果

混有NO的除杂

和NaOH溶液反应，吸收NO（会消耗少量NO2）

兼具氧化性和还原性

其他氧化物

四氧化二氮

无色气体，沸点21度（冰水中为液态）

一氧化二氮

笑气，可做麻醉气体

三氧化二氮

亚硝酐（加水化学式为H2N2O4）

由一氧化氮和二氧化氮化合形成

五氧化二氮

硝酸酐

氮的含氧酸

硝酸

物理性质

无色油状液体，沸点83度，极易挥发

不稳定性

见光或加热易分解为NO2和O2

浓硝酸带有淡黄色（游离的NO2）

要棕色瓶，冷暗处保存

加热硝酸会产生NO和HNO3的混合气体

强氧化性

可以氧化除了Au，Pt之外的大多数金属

稀硝酸

与Fe，Al等金属正常反应

不能和C反应

与Cu反应，但是反应速率很慢

硝酸的浓度小

反应温度低

加热可以促进反应

反应生成NO而不是NO2，溶液中的HNO2极少

可以加入亚硝酸钠促进反应进行

可以通入氧气，增大NO2的浓度，催化反应进行 此时速率明显快于开始

与最开始相比有一部分N不在溶液中，不能认为是NO2与水反应使得硝酸变多，速率变快（一定比最开始小）

现象：产生无色气体，在容器上方变为红棕色（不是直接产生红棕色）

浓硝酸

与Fe，Al在冷水中发生钝化，生成致密而坚固的氧化物膜，阻止继续反应

与C单质在加热下反应，生成NO2和CO2

与Cu反应，开始速率很慢，逐渐加快

硝酸的氧化性机理：NO2作催化剂

与金属反应生成NO2，速率很慢

二氧化氮转化为亚硝酸

亚硝酸与硝酸迅速反应生成NO2

电子的传递加快了反应速率 也可看成是生成的NO2与水反应生成HNO2，而HNO2的强氧化性使其和Cu迅速反应

久置的硝酸由于亚硝酸分解而氧化性变弱， 反应速率下降

发烟硝酸有极强的氧化性

溶解有较多的NO2，可以催化反应

现象：产生红棕色气体，并放出大量的热

王水

硝酸和盐酸3：1混合

可以溶解Au，Pt等金属

本质是Cl与金属配位，使得金属的还原性增强，与硝酸反应；而不是硝酸的氧化性增强了

生成四氯合金离子等

混酸（节省HNO3的用量）

使硝酸仅作为氧化剂使用，又其他酸提供氢离子并成盐

还原产物

可以生成多种氮氧化物，且规律复杂，可生成NO2，NO，N2，N2O，甚至是H2

亚硝酸

强氧化性

亚硝酸自身不稳定，使得其氧化性强于硝酸

不稳定性

在水中歧化，生成HNO3和NO

制备

NO和NO2通入冷水中

氮的含氧酸盐

硝酸盐

硝酸根的检验

棕色环反应

加入硫酸亚铁和浓硫酸反应，同时浓硫酸与溶液分层

在交界处产生棕色环（沉淀）Fe（NO）SO4

热稳定性差，加热易分解

金属极化能力越强越不稳定，且可以产生多种氮氧化物

撞击会使其受热，放出气体并发生爆炸（不会自燃）

亚硝酸盐

除一二族金属外，亚硝酸盐不稳定

可与浓硝酸反应生成NO2

其他氮族元素

磷

磷化氢，碱性气体（弱于氨气），俗称鬼火

磷单质

白磷

最不稳定的单质，易自燃，易与氧气反应

除白磷是P4的分子晶体外，其他单质都没有化学式

红磷

较稳定，白磷放热转化

黑磷

最稳定的单质

磷的含氧酸

磷酸H3PO4（+5）

三元酸

亚磷酸H3PO3（+3）

二元酸

次磷酸H3PO2（+1）

一元酸

酸性规律：价态越高，酸性越弱（异常情况） （但是都属于中强酸）

磷的氧化物

三氧化二磷

五氧化二磷

有强吸水性（最强吸水剂），可与水反应生成磷酸，并放出大量热

反应后会生成腐蚀性烟气，不能作为食品干燥剂

砷

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