高中化学竞赛辅导课件 第十四章 p区元素二

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第十四章

p区元素(二)

§14.1 氮族元素 §14.2 氧族元素

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§14.1 氮族元素14.1.1 氮族元素概述14.1.2 氮族元素的单质 14.1.3 氮的化合物 14.1.4 磷的化合物 14.1.5 砷、锑、铋的 化合物

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14.1.1 氮族元素概述氮族(VA):N,P,As,Sb, Bi

价电子构型：ns2np3氧化值 N +5 | -3 P +5 +3 -3 As +5 +3 -3 Sb +5 +3 (-3) Bi (+5) +3

最大配 4 6 6 6 6 位数 M2O3 酸性 酸性 两性 两性 碱性 NH3 PH3 AsH3 SbH33 BiH33 氨 膦 胂 SbH BiH MH3 碱性减弱，稳定性下降

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14.1.2 氮族元素的单质氮气是无色、无臭、无味的气体。沸 点为 -195.8°C。微溶于水。常温下化学性 质极不活泼，加热时与活泼金属Li,Ca, Mg等反应，生成离子型化合物。

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磷的同素异形体高温高压 隔绝空气400 C 黑磷 白磷 红磷

P4化学性 质活泼，空 气中自燃， 溶于非极性 溶剂。 白磷 红磷

较稳定， 400℃以上 燃烧，不 溶于有机 溶剂。

磷的燃烧

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白 磷 的 结 构

红 磷 的 结 构

Bi 黑磷的结构

Sb

As

氮、磷为非金属，砷、 锑为准金属，铋为金属。

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14.1.3 氮的化合物1.氮的氢化物

氨 (NH3)结构： N:sp3杂化，三角锥形

..N107.3o

H H

H

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制备： 实验室：2NH4 Cl Ca(OH)2 CaCl 2 2H2 O 2NH3 (g)

工业： 450~500 C 30MPaFe N 2 3H2 2NH3 性质：① 易溶于水，易形成一元弱碱

NH 3 H 2 O② 强还原性

NH 3 H 2 O

NH OH

4

_

4NH3 3O2 (纯) 2N2 6H2 O Pt 4NH3 5O2 (空气) 4 NO 6H2 O

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③ 加合反应

H NH3 NH4

Ag 2 NH3 [Ag(NH3 ) 2 ]④ 取代反应570 C

2NH3 2Na 2NaNH2 H 2 催化

NH2-NH2联氨(肼),NH 亚氨基，N 氮化物

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铵盐①铵盐一般为无色晶体，绝大多数易溶于水

H3O+ + NH3 水解：NH + H2O N:sp3杂化， NH4 的结构： 正四面体

4

H

N

H H H NH 的鉴定： 4 石蕊试纸法 (红→蓝) Nessler试剂法 (K2HgI4) 现象：红棕到深褐

NH 2[HgI 4 ] 4OH

4

2-

-

Hg [O NH2 ]I(s) 7I 3H 2 O Hg

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② 热稳定性差

挥发性非氧化性酸铵盐NH 4 Cl NH 3 (g) HCl(g) (NH4 ) 2 CO 3 2 NH 3 (g) CO 2 (g) H 2 O(g) NH 4 HCO 3 NH 3 (g) CO 2 (g) H 2 O(g)

非挥发性，非氧化性酸铵盐(NH4 ) 3 PO4 3NH3 (g) H 3 PO4 (NH4 ) 2 SO 4 NH3 (g) NH 4 HSO 4

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氧化性酸铵盐NH 4 NO 2 N 2 (g) 2H2 O (NH4 ) 2 Cr2 O 7 N 2 (g) Cr2 O 3 (s) 4H2 O 5NH4 NO3 240 C 4 N 2 2HNO3 9H2 O NH 4 NO3 N 2 O 2H2 O

催化剂

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2.氮的氧化物 一氧化氮(NO) 性质： 无色气体，水中溶解度较小。2NO O 2 2NO2 2NO Cl 2 2NOCl(氯化亚硝酰) Fe

2

NO [Fe(NO)]

2

制备：4NH3 (g) 5O2 (g) 800 C 4NO(g) 6H2 O 铂丝网

3Cu 8HNO3 (稀) 3Cu(NO3 ) 2 2NO 4H2 O

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二氧化氮(NO2) 结构： N:价电子2s22p3 sp2杂化后Π

:

Π

性质： ① 有毒，有特殊臭味的红棕色气体②

3 3

2NO(红棕色) C N 2 O(无色) 2 4 140

冷却

③ 溶于水 3NO2 H 2 O 2HNO3 NO ④ 用碱吸收

2NO2 2NaOH NaNO3 NaNO2 H 2 O

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3.氮的含氧酸及其盐 亚硝酸(HNO2)

结构： H102 O

N:sp2杂化后：。 。N O

π

110

制备： 冷 NaNO 2 H 2SO4 NaHSO4 HNO 2NO NO 2 H 2 O 2HNO 2 冷冻

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性质：① 不稳定

2HNO 2② 弱酸

H 2O N 2O3 (蓝色)H NO 2_ _

H 2 O NO NO 2

HNO 2

K a = 6.0×10

4

NO+NO2 亚硝酸 (HNO2)