化学——氮族元素总结

化学元素氮族元素的总结

氮族元素

• 氮及其化合物
  • 氮气物理性质
    • 无色无味，密度比空气略小，不溶于水的气体
    • 化学键牢固，键能大，通常情况下稳定
  • 化学性质
    • 工业合成氨
      • N2+3H2=2NH3
    • 与氧气反应
      • N2+O2=2NO 放电
    • 与金属反应
      • 高温时能与钾，钠，钙，镁，钡，锶等金属化合
        • 3,Mg+N2=Mg3N2
  • 氮气的氧化物
    • NO
      • 无色无毒，难溶于水
      • 还原性
        • 2NO+O2=2NO2 与氧气不共存
      • 氧化性
        • 6NO+4NH35N+6H2O
      • 实验室制法
        • 3Gu+8HNO3稀=3Gu(NO3)2+2NO+4H2O
      • 收集方法
        • 排水法
    • NO2
      • 红棕色，有刺激性气味的气体，有毒
      • 氧化性
        • 6NO2+8NH37N2+12H2O
      • 与碱反应
        • 2NO2+H2O=2HNO3+NO 2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O 尾气处理
    • N2O(笑气)
      • 无色无味，有甜味气体，人吸入后会精神失常而大笑，俗称“笑气”。微有麻醉作用，易溶于水，水溶液呈中性
      • 在一定条件下能支持燃烧（同氧气，因为笑气在高温下能分解成氮气和氧气）
      • 用途
        • 和氧气混合作为外科和牙科手术的麻醉剂
    • N2O3（亚硝酐）
      • 红棕色气体，低温时为深蓝色挥发性液体或蓝色固体，可溶
      • 一种酸性氧化物，有毒，环境污染物之一，是亚硝酸的酸酐，可溶于苯、乙醚、氯仿（三氯甲烷）、四氯化碳（四氯甲烷）、酸碱不稳定，常压下即可分解为一氧化氮和二氧化氮
      • 三氧化二氮助燃，有毒。对环境有危害，对水体、土壤和大气可造成污染
    • N2O4
      • 无色固体或黄色,有刺激性气味,能溶于水
      • 有腐蚀性极毒,空气中最高容许浓度5ppm相对密度:1.419(℃)熔点:-9.3℃(液体)沸点:21℃(分解)
      • 不会燃烧,但有助燃性,具强氧化性,如接触碳,磷和硫有助燃作用
    • N2O5
      • 又称硝酐，是硝酸的酸酐。通常状态下呈无色柱状结晶体，均微溶于水，水溶液呈酸性
      • 溶于水和氯仿，在热水中分解，在硝酸中分解缓慢，其氯仿溶液在-20℃时可存放1周。具有强氧化性，能使苯、丙三醇、纤维素等硝化。与过氧化氢作用生成过氧硝酸
      • 有吸湿性，有毒。溶于热水时生成硝酸
  • 氨气和铵盐
    • 氨气，无机化合物，常温下为气体，无色有刺激性恶臭的气味，易溶于水，氨溶于水时，氨分子跟水分子通过*氢键结合成一水合氨(NH3·H2O)，一水合氨能小部分电离成铵离子和氢氧根离子，所以氨水显弱碱性，能使酚酞溶液变红色
    • 还原性： 4NH3+5O2 4NO+6H2O 4NH3+3O2（纯）
    • 碱性： NH3+HCl=NH4Cl（白烟） NH3+HNO3=NH4NO3氨的水溶液叫氨水、是可溶性弱碱，有碱通性
    • 用途：大量用于制尿素，铵态氮肥以及硝酸，氨还可用做致冷剂
    • 铵盐是离子型化合物，都是白色晶体（NH4MnO4是紫黑色），易溶于水，溶水时吸热
    • 受热易分解放出氨气：NH4Cl NH3↑＋HCl↑ NH4HCO3 NH3↑＋H2O↑＋CO2↑
    • 干燥的铵盐能与碱固体混合加热反应生成氨气，利用这个性质可以制备氨气： 2NH4Cl＋Ca(OH)2 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O
    • NH4的检验：样品加碱混合加热，放出的气体能使湿的红色石蕊试纸变蓝，则证明该物质会有NH4
  • 硝酸
    • 硝酸是一种具有强氧化性、腐蚀性的强酸，属于一元无机强酸，是六大无机强酸之一，也是一种重要的化工原料
    • 在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等
    • 反应方程式：4HNO3=光照=4NO2↑+O2↑+2H2O 4HNO3=△=4NO2↑+O2↑+2H2O
    • 硝化反应
    • 氧化还原反应
• 锑
  • 一种有银白色有光泽硬而脆的类金属，在自然界中主要存在于硫化物矿物辉锑矿（Sb2S3）
  • 易溶于王水，溶于浓硫酸
  • 加热时能与氧气反应生成三氧化二锑
  • 电负性比锡和铋大，比碲和砷小
• 砷
  • 砷单质以灰砷、黑砷和黄砷这三种同素异形体的形式存在
  • 砷与其化合物被运用在农药、除草剂、杀虫剂，与许多种的合金中。其化合物 三氧化二砷被称为砒霜，是种毒性很强的物质。
• 磷
  • 同素异形体
    • 黑磷（金属磷） 黑色有金属光泽的晶体，在磷的同素异形体中反应活性最弱，在空气中不会点燃。化学结构类似石墨，因此可导电。 化学式一般写为P
    • 白磷（黄磷） 化学式：P4 淡黄蜡似半透明可结晶的固体，于黑暗中能发光。有特臭，剧毒
      • 白磷的主要反应有1．白磷在空气中自燃生成氧化物。 P4+3O2==P4O6（化合反应）
      • 2．白磷与卤素单质剧烈反应，在氯气中也能自燃生成三氯化磷和五氯化磷。 P4+6Cl2==4PCl3（化合反应） P4+10Cl2==4PCl5（化合反应）
      • 3．白磷能被硝酸氧化成磷酸。 3P+5HNO3+2H2O==3H3PO4+5NO↑（氧化还原反应）4．白磷溶解在热的浓碱中，歧化生成磷化氢和次磷酸盐。 P4 +3OH- +3H2O == PH3+ 3H2PO2-
    • 红磷（赤磷） 化学结构为巨型共价分子。 化学式一般写为P。 鲜红色粉末，无毒，密度2.296克/立方厘米，熔点300度，沸点725度，是黄磷于压力下稀有气体中加热8-10日而成。
  • 在自然界中,磷以磷酸盐的形式存在,是生命体的重要元素.存在于细胞、蛋白质、骨骼和牙齿中
  • 红磷（赤磷）化学结构为巨型共价分子。 化学式一般写为P。 鲜红色粉末，无毒，密度2.296克/立方厘米，熔点300度，沸点725度，是黄磷于压力下稀有气体中加热8-10日而成。
  • 磷的氧化物
    • 三氧化二磷①三氧化二磷有很强的毒性，溶于冷水中缓慢地生成亚磷酸，它是亚磷酸酐。 P4O6+6H2O(冷)==4H3PO3 ②三氧化二磷在热水中歧化生成磷酸和放出磷化氢： P4O6+6H2O(热)==PH3↑+3H3PO4 ③三氧化二磷易溶于有机溶剂中。
    • 五氧化二磷是白色粉末状固体，熔点693K，573K时升华。它有很强的吸水性，在空气中很快就潮解，因此它是一种最强的干燥剂 五氧化二磷是磷酸的酸酐