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氮族元素复习. 一、氮族元素十个“三”. 1 、元素性质变化三特点. ( 1 )原子半径、单质密度. ( 2 )金属性、非金属性、氢化物、 最高氧化物的水化物. ( 3 )单质熔沸点. 2 、 N 2 “ 三性 ”. ( 1 )稳定性 ( 2 )氧化性 ( 3 )还原性. 高温高压. (氧化性). N 2 +3H 2 2NH 3 N 2 +3Mg Mg 3 N 2 N 2 +O 2 2NO. 催化剂. 人工固氮. 点燃.
E N D
氮族元素复习 一、氮族元素十个“三” 1、元素性质变化三特点 (1)原子半径、单质密度 (2)金属性、非金属性、氢化物、 最高氧化物的水化物 (3)单质熔沸点
2、N2“三性” (1)稳定性 (2)氧化性 (3)还原性
高温高压 (氧化性) N2+3H2 2NH3 N2+3Mg Mg3N2 N2+O2 2NO 催化剂 人工固氮 点燃 (氧化性) 放电 (还原性) —自然固氮 根瘤菌 3、氮的固定: N2化合态氮
3、三种氮的氧化物 无色,刺激性气味 红棕色,刺激性气味 有毒(机理同CO) 有毒 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 NO + NO2 + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O 2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O 3Cu + 8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2 +2NO + 4H2O Cu + 4HNO3(浓)= Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O NO2----------N2O4(无色)
+ + NH3 + H == NH4 Pt 4NH3 + 5O2 ===4NO + 6H2O 4、NH3“三性” (1)与水反应: (2)与酸反应: (3)与O2反应: NH3 + CO2 + H2O == NH4HCO3 NH3 + CO2 + H2O + NaCl ==NH4Cl+ NaHCO3↓ (4)与CO2反应: 挥发性、弱碱性、还原性
、 5、铵盐“三性” ⑴不稳定性: NH4Cl == NH3 + HCl NH4HCO3 == NH3 + H2O + CO2 ⑵与碱溶液的反应: + - NH4 + OH == NH3 + H2O 强调: ⒈固体反应不写离子方程式。 + ⒉是铵盐的通性,可用于NH4的检验。 (3)盐溶液显酸性
使指示剂变色 与碱性氧化物反应 酸的通性 与碱反应 与盐反应 不稳定性 稀HNO3+Cu NO 浓HNO3+Cu 强氧化性 NO2 C AI、Fe 钝化 常温 6、HNO3“三性” HNO3
光照 4HNO3 === 2H2O + 4NO2 + O2 3Cu + 8HNO3 == 3Cu(NO3)2 + 2NO +4H2O Cu + 4HNO3(浓) == Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O 加热 C + 4HNO3(浓) == CO2 + 4NO2 + 2H2O
7、制硝酸“三反应” NH3、NO、NO2 8、三种气体的制取 2NH4Cl + Ca(OH)2 == CaCl2 + 2NH3 + 2H2O 思考:该发生装置还可以制取哪些气体? 用途 致冷剂、化肥
9、H3PO4形成的三种盐 10、三种离子的检验 NH4+、NO3-、PO43-
三大强酸的性质比较表 酸 物理性质 要点 受 热 与 金 属 反 应 与非金属反应 (+ C) 遇蓝色石蕊试纸 表现氧化性的结构成分 酸根离子的检验原理 与Cu 反应 与Fe 反应 与Al 反应 硝 酸 浓 冷: 热: 冷: 热: 稀 硫 酸 浓 冷: 冷: 稀 盐 酸
二、一张图 Mg3N2 NH3 Ca3N2 NO Sr3N2 NH4Cl NH4NO3 (NH4)2SO4 使指示剂变色 与碱性氧化物反应 酸的通性 与碱反应 与盐反应 不稳定性 稀HNO3+Cu NO 浓HNO3+Cu 强氧化性 NO2 C Al、Fe 钝化 常温 NH3•H2O N2 N2 NH4HCO3 NO2 HNO3
三、几个主要实验 1、喷泉实验 (1)原理 (2)适用对象 (3)有关计算(水面位置、溶液浓度) A、NH3(HCl,NO2,) B、NO+O2(NO2+O2) 2、氨的催化氧化 缓慢地把空气通入盛浓氨水的锥形瓶,再把红热的螺旋状铂丝接触液面,观察到的现象是,有关的化学方程式为: ① ② ③ ④
3、铜与浓、稀硝酸的反应 4、碳与浓硝酸的反应 5、N2 的制法 6、HNO3制法
候德榜先生是我国 著名化学家,1920 年他为了打破洋人 的技术封锁,经过 上千次试验,终于 于1943年研究成功 了联合制碱法,提 高了原料利用率, 降低生产成本,减 少了对环境的污染, 很快为世界所采用
四、例题 1.下列盐类物质中,如误当作食盐食用,会引起中毒的是( ) A.NaNO2 B. KCl C.BaSO4 D. AgNO3 2. 能鉴别Na2SO4 NH4NO3 KCl (NH4)2SO4四种溶液(可以加热)的一种试剂是( ) A. BaCl2 B. Ba(NO3)2 C. Ba(OH)2 D. AgNO3 3. 在反应3Cl2+8NH4Cl=6NH4Cl+N2中,若有被氧化,则反应用去的氯气在标准状况下体积为( ) A. 5.04L B. 6.72L C. 20.16L D. 40.32L 4. 已知25%氨水的密度为,5%氨水的密度为,若将上述两溶液等体积混合,所得氨水溶液的质量分数是( ) A. 等于15% B. 大于15% C. 小于15% D. 无法估算
5. 用排水法收集12mL NO于试管中,然后向倒立于水槽中的该试管内间歇地通入共12mLO2,下面说法中,正确的是( ) A. 剩余O2 B. 剩余NO C. 试管中气体为红棕色 D. 试管内气体先变为红棕色,后红棕色消失,反复几次,最后剩余无色气体
6. 在相同状况下,将下列4组混合气体:①体积比为3:1的NH3和N2 ②体积比为1:1的NO和 NO2 ③体积比为1:1的NO2和 O2 ④体积比为4:1的NO和O2分别置于完全相同的试管里,并倒置于水槽中,充分反应后,液面上升的高度分别为h1h2h3h4,则下列关系正确的是( ) A. h1>h2>h3>h4 B. h1<h2<h3<h4 C. h4>h 1>h3>h2 D. h2>h3>h1>h4
7.(6分)将VmL一氧化氮和二氧化氮的混合气体通过水吸收后,得到a mL无色气体A,将此无色气体A与等体积氧气混合,再通过水充分吸收后,收集到5 mL无色气体B。试回答:(1)A气体是_______,B气体是_______。(2)A气体的体积是_______。(3)V的取值范围是_______。
8.(7分)下列转化关系图中,A是一种正盐,D的式量比C的式量大16,E是常见的酸。当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系(其他产物及反应所需条件均已略去):8.(7分)下列转化关系图中,A是一种正盐,D的式量比C的式量大16,E是常见的酸。当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系(其他产物及反应所需条件均已略去): 当X是强酸时,A、B、C、D、E均含有同一种元素;当X是强碱时,A、B、C、D、E均含有另外同一种元素。 请回答下列问题: (1)写出A的化学式_________。 (2)当X是强酸时,写出B→C转化的化学反应方程式:________________。 当X是强碱时,写出B→C转化的化学反应方程式:________________。 Y X Y A B C D E
9.(12分)实验室用空气和图示所列药品、仪器、装置制取少量的氮化镁。9.(12分)实验室用空气和图示所列药品、仪器、装置制取少量的氮化镁。 (1)表中装置正确的连接顺序是(用装置序号a、b、……填写):_________。 (2)各个装置中导管连接的正确顺序是_________。 (3)b装置中浓的作用是_________;c装置中饱和溶液的作用是_________;e装置中灼热粉的作用是___________。 (4)a装置中发生的反应方程式是_________。 (5)实验装置最末端排出的气体成分是_________。
用下列仪器、药品验证由铜和适量浓硝酸反应产生的气体中含NO(仪器可选择使用,N2和O2的用量可自由控制)。用下列仪器、药品验证由铜和适量浓硝酸反应产生的气体中含NO(仪器可选择使用,N2和O2的用量可自由控制)。 已知:①NO+NO2+2OH-→2NO2-+H2O②气体液化温度:NO2(21℃)NO(-152℃)试回答: (1)仪器的连接顺序(按左→右连接,填各接口的编号)为。(2)反应前先能入N2,目的是。(3)确认气体中含NO的现象是。(4)装置F的作用是。(5)如果O2过量则装置B中发生反应的化学方程式为:。
五.配平下列化学(或离子)方程式: 1、Fe3P与稀硝酸反应生成Fe(NO3)3、NO、H3PO4和H2O ⑴完成此反应的化学方程式: ⑵、上述反应中,当有21 mol电子发生转移时,生成H3PO4mol,被还原的HNO3为g。 2、 _Cu2S + __HNO3 - __H2SO4 + __NO + __Cu(NO3)2 + ___H2O 3、___SO3+__MnO4+__H ——___ Mn+__SO4+____H2O 4.将NaBiO3固体(黄色,微溶)加入MnSO4和H2SO4的混合液中加热后,溶液呈紫色(Bi3+无色),该反应的离子方程式如下: ()NaBiO3+()Mn2++()H+=()Na++()Bi3++()()+()() 5.()S+()Ca(OH)2=()CaSx+()CaS2O3+()H2O
六、计算 过量计算 关系式计算
化学平衡有关问题的归纳 (一)等效平衡问题的归纳 重要提示:在解决等效平衡问题时,应时刻注意以下2个方面:反应的条件是同温同体积还是同温同压;反应的方程式是气体之间的反应还是有固体参加或生成的反应。 一、等效平衡问题的规律 1、没有固体参加的化学反应: ①题意要求:同温同体积下达到平衡时,对应物质的物质的量(质量、物质的量浓度)均相同。 起始投料:进行等效转化后,对应物质起始投料的物质的量(mol)均 。 相同
一、等效平衡问题的规律 1、没有固体参加的化学反应: ②题意要求:同温同体积下达到平衡时,对应物质的物质的量分数(体积分数、质量分数)均相同。 A、对于反应前后气体体积有变化的化学反应: 起始投料:进行等效转化后,对应物质起始投料的物质的量(mol)均 。 B、对于反应前后气体体积没有变化的化学反应: 起始投料:进行等效转化后,对应物质起始投料的物质的量 ( mol) 相同 成比例
一、等效平衡问题的规律 1、没有固体参加的化学反应: ③题意要求: 同温同压(即体积可变化)下达到平衡时,对应物质的质量分数(物质的量分数、体积分数、物质的量浓度)均相同: 起始投料:进行等效转化后,对应物质起始投料的物质的量(mol) 。 成比例
一、等效平衡问题的规律 2、有固体参加的化学反应: 步骤1:不考虑固体物质,先进行等效转化,应该符合上述的规律。 步骤2:根据题意计算出达到平衡时选定物质的量。 步骤3:将题意要求保持不变的物质(选定物质)的起始投料量与达到平衡时选定物质的量作比较,计算出选定物质要达到平衡时的量,所需的固体物质的最小量,那么,只要固体物质的起始投料大于这个最小量即可保证达到同一平衡状态(因为固体物质的量多与少不影响化学反应速率或化学平衡)
例1:在一个1L的密闭容器中,加入2molA和1molB ,发生下述反应: 达到平衡时,C的浓度为1.2mol/L , C的体积分数为a% 。 (1)维持容器的体积和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍是1.2mol/L的是( ) A、3mol C+1mol D B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D C、1mol A+0.5mol B+1.5mol C D、4mol A+2mol B (2)维持容器的体积和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C的体积分数仍是a% 的是( ) A、3mol C+1mol D B、1mol A+0.5mol B.5mol C+0.5mol D C、1mol A+0.5mol B+4.5mol C+1.5mol D D、4mol A+2mol B (3)维持容器的压强和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍是1.2mol/L(或C的体积分数仍是a%)的是( ) A、3mol C+1mol D B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D C、1mol A+0.5mol B+1.5mol C D、4mol A+2mol B
例2:在一个1L的密闭容器中,加入2molA和1molB ,发生下述反应: 达到平衡时,C的浓度为1.2mol/L , C的体积分数为a% 。 (1)维持容器的体积和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍是1.2mol/L的是( ) A、3mol C+xmol D(x>0.6) B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+xmol D(x>0.1) C、2mol A+1mol B+xmolD(x≥0) D、1mol A+0.5mol B+4.5mol C+xmol D(x>0.7) (2)维持容器的体积和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C的体积分数仍是a% 的是( ) A、3mol C+xmol D(x>0.6) B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+xmol D(x>0.1) C、3mol A+1.5mol B+xmolD(x≥0) D、1mol A+0.5mol B+3mol C+xmol D(x>0.4)
(二)同温同体积时反应物的量的改变对常见物理量的影响(二)同温同体积时反应物的量的改变对常见物理量的影响 重要提示:在解决反应物的量的改变对常见物理量的影响的问题时,应时刻注意以下2个方面:反应的条件是同温同体积还是同温同压;反应的方程式是气体之间的反应还是有固体参加或生成的反应。 一、反应物只有一种的情况(气体之间的反应) 例如:aA(g) bB(g) + cC(g) 若增大A的量变为原来的N倍(N大于1) 具体结论如下: ① 若a = b + c ,则A的转化率、各成分的质量分数(物质的量分数) 而各成分的质量(物质的量、物质的量浓度)变为 。 相同 原来N倍
一、反应物只有一种的情况(气体之间的反应)一、反应物只有一种的情况(气体之间的反应) 例如:aA(g) bB(g) + cC(g) 若增大A的量变为原来的N倍(N大于1) ② 若a > b + c ,则A的转化率、生成物的质量分数(物质的量分数)变 ; 反应物的质量分数(物质的量分数)变 。 而生成物的质量(物质的量、物质的量浓度)变为于原来的N倍;反应物的质量(物质的量、物质的量浓度)变为原来的 。 ③ 若a < b + c ,则A的转化率、生成物的质量分数(物质的量分数)变; 反应物的质量分数(物质的量分数)变 。 而生成物的质量(物质的量、物质的量浓度)变为原来的倍之间;反应物的质量(物质的量、物质的量浓度) 于原来的N倍。 大 小 大 1—N倍 小 大 1—N 大
(二)同温同体积时反应物的量的改变对常见物理量的影响(二)同温同体积时反应物的量的改变对常见物理量的影响 二、反应物不止一种的情况(气体之间的反应) 例如:aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g) 11、只增加某一反应物(如A)的量,则A的转化率变,B的转化率变 。 其他各个物理量的变化情况可利用平衡移动并结合各个物理量的定义讨论之。 小 大
(二)同温同体积时反应物的量的改变对常见物理量的影响(二)同温同体积时反应物的量的改变对常见物理量的影响 二、反应物不止一种的情况(气体之间的反应) aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g) 22、同等倍数(如N倍)地增大反应物A、B的量 ① 若a + b = c + d ,则A、B的转化率、各成分的质量分数(物质的量分数),而各成分的质量(物质的量、物质的量浓度)变为原来的倍。 ② 若a +b > c + d ,则A、B的转化率、生成物的质量分数(物质的量分数)变;反应物的质量分数(物质的量分数)变 。 而生成物的质量(物质的量、物质的量浓度)变为于原来的N倍;反应物的质量(物质的量、物质的量浓度)变为原来的。 不变 N 大 小 大 1-N
③ 若a +b < c + d ,则A、B的转化率、生成物的质量分数(物质的量分数)变;反应物的质量分数(物质的量分数)变。 而生成物的质量(物质的量、物质的量浓度)变为 ;反应物的质量(物质的量、物质的量浓度)于原来的倍。 小 大 1-N 大 几点重要的说明 1、如果反应有固体参加或生成,则上述规律中的转化率、各成分的质量、物质的量、物质的量浓度均成立;但气体的体积分数、气体的物质的量分数、气体的质量分数不一定成立。 2、上述规律只适合于同温同体积的情况。 1、
(三)同温同压时反应物量的改变对常见物理量的影响(三)同温同压时反应物量的改变对常见物理量的影响 重要提示:在解决反应物的量的改变对常见物理量的影响的问题时,应时刻注意以下2个方面:反应的条件是同温同体积还是同温同压;反应的方程式是气体之间的反应还是有固体参加或生成的反应。 一、反应物只有一种的情况 若增大A的量变为原来的N倍(N大于1) A的转化率、各成分的质量分数、物质的量分数、各成分的物质的量浓度、气体的密度、气体的平均相对分子质量 而各成分的质量(物质的量)变为原来的倍。 例如:aA(g) bB(g) + cC(g)
二、反应物不止一种的情况 例如:aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g) 1、只增加某一反应物(如A)的量, 所有各个物理量的变化情况均必须具体问题具体分析(中学化学一般不作要求!) 2、同等倍数(如N倍)地增大反应物A、B的量 A、B的转化率、各成分的质量分数、物质的量分数、各成分的物质的量浓度、气体的密度、气体的平均相对分子质量 而各成分的质量(物质的量)变为原来的。 不变 N 三、几点重要的说明 1、无论反应有、无固体参加或生成,上述规律均适用。 2、上述规律只适合于同温同压的情况
(四)可逆反应达到平衡状态的标志 重要提示:在解决可逆反应达到平衡状态的标志的问题时,应时刻注意以下2个方面:反应的条件是同温同体积还是同温同压;反应的方程式是气体之间的反应还是有固体参加或生成的反应。 (1)同温同体积: 密度保持不变:全部是气体的反应不可以作为达到平衡的标志 ; 有固(液)参加或生成的反应可以作为达到平衡的标志。 压强、平均相对分子质量:对于反应前后气体物质的量 没有变化的反应,不可以作为达到平衡的标志;对于反应前后气体物质的量有变化的反应,可作为达到平衡的标志 ,若反应中有固液体,则应具体分析。
(2)同温同压: *压强保持不变:不可以作为达到平衡的标志 *各成分的物质的量分数:一般可作为达到平衡的标志; *密度、平均相对分子质量:对于反应前后气体物质的量没有变化的反应,不可以作为达到平衡的标志;对于反应前后气体物质的量有变化的反应,可作为达到平衡的标志。 若反应中有固液体,则应具体分析。