高中知识点规律大全《氮族元素》

高中化学知识点规律大全

——氮族元素

1．氮和磷

[氮族元素]包括氮(7N)、磷、(15P)、砷(33As)、锑(51Sb)、铋(83Bi)五种元素．氮族元素位于元素周期表中第VA族，其代表元素为氮和磷．

[氮族元素的原子结构]

(1)相似性：

①最外层电子数均为5个；

②主要化合价：氮有－3、+1、+2、+3、+4、+5价；磷和砷有－3、+3、+5价；锑、铋有+3、+5价．

(2)递变规律：按氮、磷、砷、锑、铋的顺序，随着核电荷数的增加，电子层数增多，原子半径增大，失电子能力增强，得电子能力减弱，非金属性减弱，金属性增强．在氮族元素的单质中，氮、磷具有较明显的非金属性；砷虽然是非金属，但有一些金属性；锑、铋为金属．[氮族元素单质的物理性质]

N2P As Sb Bi

颜色无色白磷：白色

或黄色

红磷：红棕

色

灰砷：灰色银白色

银白色或微

显红色

状态气体固体固体固体固体

密度

逐渐增大

熔点、沸点先按N2、P、As的顺序逐渐升高，而后按Sb、Bi的顺序逐渐降低

[氮气]

(1)氮元素在自然界中的存在形式：既有游离态又有化合态．空气中含N278％(体积分数)或75％(质量分数)；化合态氮存在于多种无机物和有机物中，氮元素是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素．

(2)氮气的物理性质：纯净的氮气是无色气体，密度比空气略小．氮气在水中的溶解度很小．在常压下，经降温后，氮气变成无色液体，再变成雪花状固体．

(3)氮气的分子结构：氮分子(N2)的电子式为，结构式为N≡N．由于N2分子中的N≡N键很牢固，所以通常情况下，氮气的化学性质稳定、不活泼．

(4)氮气的化学性质：

①N2与H2化合生成NH3N2 +3H22NH3

说明该反应是一个可逆反应，是工业合成氨的原理．

②N2与O2化合生成NO：N2 + O22NO

说明在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应．

(5)氮气的用途：

①合成氨，制硝酸；

②代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化；

⑧在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发；

④保存粮食、水果等食品，以防止腐烂；

⑤医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术；

⑥利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能．

[NO、NO2性质的比较]

氮的氧化物一氧化氮(NO) 二氧化氮(NO2)

物理性质为无色、不溶于水、有毒的气体为红棕色、有刺激性气味、有毒的

气体，易溶于水

化学性质①极易被空气中的O2氧化：

2NO + O2= 2NO2

②NO中的氮为+2价，处于中间价

态，既有氧化性又有还原性

与H2O 反应：

3NO2 + H2O＝2HNO3 + NO

(工业制HNO3原理．在此反应中，

NO2同时作氧化剂和还原剂)

[自然界中硝酸盐的形成过程]

(1)电闪雷鸣时：N2+O22NO

(2) 2NO + O2= 2NO2

(3)下雨时：3NO2 + H2O＝2HNO3 + NO

(4)生成的硝酸随雨水淋洒到土壤中，并与土壤中的矿物作用生成能被植物吸收的硝酸盐．

[光化学烟雾]NO、NO2有毒，是大气的污染物．空气中的NO、NO2污染物主要来自于石油产品和煤燃烧的产物、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气．NO2在紫外线照射下，发生一系列光化学反应，产生一种有毒的烟雾——光化学烟雾．因此，NO2是造成光化学烟雾的主要因素．光化学烟雾刺激呼吸器官，使人生病甚至死亡．

[磷]

(1)磷元素在自然界中的存在形式：自然界中无游离态的磷．化合态的磷主要以磷酸盐的形式存在于矿石中．动物的骨骼、牙齿和神经组织，植物的果实和幼芽，生物的细胞里都含有磷．

(2)单质磷的化学性质：

①与O2反应：4P+5O22P2O5

②磷在C12中燃烧：2P+3C12(不足量) 2PCl32P+5Cl2(足量) 2PCl5

磷的同素异形

体

白磷红磷说明

物颜色、状

态

无色蜡状固体红棕色粉末

①白磷与红磷的结构不

理性质

密度

(g·cm－

3)

1.82

2.34

同是物理性质存在差别

的原因②由两者物理性

质的不同，证明了白磷

与红磷是不同的单质溶解性

不溶于水，溶于CS2不溶于水，也不溶于

CS2

毒性剧毒无毒

着火点

40℃(白磷受到轻微

的摩擦就会燃烧；

常温时，白磷可被

氧化而发光)

240℃

化学性质

白磷、红磷在空气中燃烧，都生成白色的

P2O5

白磷与红磷燃烧都生成

P2O5，证明它们都是由

磷元素形成的单质

相互转化

白磷红磷

证明白磷与红磷所含元

素相同——互为同素异

形体

保存方法

密封保存，少量白

磷保存在水中

密封保存，防止吸湿切削白磷应在水中进行用途

制造高纯度磷酸；

制造燃烧弹、烟幕

弹

制造高纯度磷酸；制

农药、安全火柴

[五氧化二磷、磷酸]

(1)五氧化二磷的性质：五氧化二磷是白色粉末状固体，极易吸水(因此可作酸性气体的干燥剂)．P2O5是酸性氧化物，与水反应：

P2O5+3H2O2H3PO4

(2)磷酸的性质、用途：磷酸(H3PO4)是一种中等强度的三元酸，具有酸的通性．磷酸主要用于制造磷肥，也用于食品、纺织等工业．

元素氮(N)磷(P)自然界中存在的形式游离态和化合态只有化合态

单质与O2化合的情况

N2+O22NO（易）

4P+5O22P2O5（难）

单质与H2化合的情况

N2 +3H22NH3

2P(蒸汽) + 3H22PH3

单质的化学活泼性及原因单质活泼性：N2＜P

原因：N2分子中N≡N键很牢固，故N2性质稳定、不活泼

氢化物的稳定性NH3＞PH3