第十六章氮磷砷

第十六章氮、磷、砷总体目标：1.掌握氮和磷单质、氢化物、卤化物、氧化物、含氧酸及其盐的结构、性质、制备和用途2.了解砷、锑、铋单质及其化合物的性质递变规律各节目标：第一节氮的单质掌握N2的结构；氮与非金属、金属的反应；氮气的实验室制法和工业制法第二节氮的成键特征通过氮的价层电子结构，了解它的成键特征第三节氮的氢氧化物1.掌握NH3的工业制法和实验室制法以及它的结构2.了解NH3的物理性质；掌握它的配位反应、取代反应、氨解反应和氧化反应以及用途；铵盐的水解性和热稳定性。3.了解联氨、羟胺、叠氨酸的结构和性质第四节氮的氧化物1.掌握氮元素的自由能—氧化图2.掌握氮的氧化物（N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5）的结构和重要性质3.了解HNO2及其盐的制备、结构、性质4.掌握HNO3及其盐的结构和性质；硝酸盐热分解的一般规律；王水的成分和性质5.掌握硝酸盐和亚硝酸盐的鉴别方法第五节磷单质1.掌握磷原子的价电子层结构；磷的成键特征2.掌握磷的工业制法、同素异形体、化学性质及用途第六节磷的化合物1.掌握磷化氢的制备方法和性质2.掌握P4O6、P4O10和H3PO4的结构、制备、性质和用途；磷酸盐的溶解性3.了解次磷酸、亚磷酸、焦磷酸、偏磷酸化学式的书写、命名和主要性质；卤化磷、硫化磷的重要性质第七节砷、锑、铋了解砷、锑、铋单质及其化合物的性质递变规律习题一选择题1.氮气制备的方法是（）A.将硝酸氨NH4NO3加热B.将亚硝酸氨NH4NO2加热C.将氯气与氨气混合D.B和C2.下列化合物中与水反应放出HCl的是（）A.CCl4B.NCl3C.POCl3D.Cl2O73.NO2溶解在NaOH溶液中可得到（）A.NaNO2和H2OB.NaNO2、O2和H2OC.NaNO3、N2O5和H2OD.NaNO3、NaNO2和H2O4.硝酸盐加热分解可以得到单质的是（）A.AgNO3B.Pb（NO3）2C.Zn（NO3）2D.NaNO35.下列分子中具有顺磁性的是（）A.N2OB.NOC.NO2D.N2O36.下列分子中，不存在43离域键的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)A.HNO3B.HNO2C.N2OD.3N7.分子中含d—p反馈键的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)A.HNO3B.HNO2C.H3PO2D.NH38.下列物质中酸性最强的是（）A.N2H4B.NH2OHC.NH3D.HN39.下列酸中为一元酸的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)A.H4P2O7B.H3PO2C.H3PO3D.H3PO410.下列各物质按酸性排列顺序正确的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)A.HNO2H3PO4H4P2O7B.H4P2O7H3PO4HNO2C.H4P2O7HNO2H3PO4D.H3PO4H4P2O7HNO211.下列物质中，不溶于氢氧化钠溶液的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)A.Sb(OH)3B.Sb(OH)5C.H3AsO4D.Bi(OH)312.加热分解可以得到金属单质的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)A.Hg(NO3)2B.Cu(NO3)2C.KNO3D.Mg(NO3)213.NH4NO3受热分解产物为（）A.NH3+HNO2B.N2+H2OC.NO+H2OD.N2O+H2O14.下列物质中受热可得到NO2的是（）A.NaNO3B.LiNO3C.KNO3D.NH4NO315.下列氢化物中，热稳定性最差的是（）A.NH3B.PH3C.AsH3D.SbH316.遇水后能放出气体并有沉淀生成的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)A.Bi(NO3)2B.Mg3N2C.(NH4)2SO4D.NCl317.下列物质均有较强的氧化性，其中强氧化性与惰性电子对有关的是（）A.K2Cr2O7B.NaBiO3C.(NH4)2S2O8D.H5IO618.下列化合物中，最易发生爆炸反应的是（）A.Pb(NO3)2B.Pb(N3)2C.PbCO3D.K2CrO419.欲制备NO气体，最好的实验方法是（）A.向酸化的NaNO2溶液中滴加KI溶液B.向酸化的KI溶液中滴加NaNO2溶液C.Zn粒与2mol·dm-3HNO3反应D.向双氧水中滴加NaNO2溶液20.N2和C2H2分子中都含有键，但的化学性质不活泼。对此能做出解释的理论是（）A.价键理论B.杂化轨道理论C.分子轨道理论D.价层电子对互斥理论21.硝酸钠的氧化性表现较强的状态是（）(吴成鉴《无机化学学习指导》)A.在酸性溶液中B.在碱性溶液中C.在高温熔融状态D.与所处的状态无关22.保存白磷的方法是将其存放入（）(吴成鉴《无机化学学习指导》)A煤油中B水中C液体石蜡中D二硫化碳中23.下列叙述正确的是（）(吴成鉴《无机化学学习指导》)A.磷酸和磷酸盐都是弱氧化剂B.次磷酸盐有较强的还原性C.五卤化磷都是稳定的D.三氯化磷都是共价化合物，不易水解二填空题1.分别填写下列化合物中氮的氧化数N2H4()NH2OH()NCl3()N2O4()2.叠氮酸的分子式是，它是酸，其相应的盐称。叠氮酸根的构型为型，其中有二个键，二个键。3.依次写出次、亚、正、偏、焦磷酸的化学：、、、、。4.NaH2PO4显性，Na2HPO4显性，NH3显性，HN3显性。5.在砷、锑、铋的硫化物中，能溶于Na2S的是：；；；。6.将2molP4O10转变为正磷酸，至少需要molH2O，NH4NO2中N的平均氧化数为。(吉林大学《无机化学例题与习题》)7.将下列化学式填入与其相匹配的空格中，雄黄，格式盐，次磷酸钡，三磷酸钠，三聚偏磷酸钠。[A.(NaNO3)3B.Ba(H2PO2)2C.Na5P3O10D.As4S4E.(NaPO3)n](吉林大学《无机化学例题与习题》)8.磷的同素异形体常见的有、、；其中最活泼的是，其分子式是，从热力学上看它在溶液中可能发生歧化反应。(吉林大学《无机化学例题与习题》)9.在PCl5晶体中含有和离子，它们的构型分别为和。10.PH3的分子构型为，其毒性比NH3，其溶解性比NH3，其酸性比NH3。三简答题1.给出NCl3,PCl3,AsCl3,SbCl3,BiCl3的水解反应，并说明NCl3与PCl3水解产物不同的原因。2.用路易斯酸碱理论分析BF3、NF3和NH3的酸碱性。3.如何鉴别As3+、Sb3+、Bi3+三种离子？4.为什么虽然氮的电负性比磷高，但磷的化学性质比氮活泼？5.为什么Bi(Ⅴ)的氧化能力比同族其它元素都强？6.为什么P4O10中P—O键长有两种，分别为139pm和162pm？7.如何除去NO中含有的微量NO2？8.用反应式表示由BiCl3制备NaBiO3的过程。9.解释磷和热的KOH溶液反应生成的PH3气体遇空气冒白烟。10.为什么向NaH2PO4或Na2HPO4溶液中加入AgNO3溶液均析出黄色Ag3PO4？四计算题1.等体积的0.2mol/LNaH2PO4与同浓度的Na2HPO4混合，求溶液之pH值。参考答案一选择题1.D2.C3.D4.A5.B,C6.B7.C8.D9.B10.B11.D12.A13.B14.B15.D16.B17.B18.B19.B20.C21.C22.B23.B二填空题1.-2;-1;+3;+42.HN3,弱、叠氮化合物、直线，43,3.H3PO2,H3PO3,H3PO4,HPO3,H4P2O74.酸、碱、碱、酸5.As2S5，As2S3，Sb2S5，Sb2S36.12，O7.D，E，B，C，A8.白磷、红磷、黑磷；白磷，P4，碱性。9.[PCl4]+，[PCl6]-，正四面体，正八面体。10.三角锥，大，小，强。三简答题1.各化合物的水解反应为：NCl3+3H2O=NH3↑+3HClOPCl3+3H2O=H3PO3+3HClAsCl3+3H2O=H3AsO3+3HClSbCl3+H2O=SbOCl↓+2HClBiCl3+H2O=BiOCl↓+2HCl由于P的电负性比Cl小，则PCl3水解时P与OH结合，而Cl与H结合，水解产物为P（OH）3（即H3PO3）和HCl。NCl3中，N与Cl的电负性相近，但N的半径比Cl小得多，N上的孤对电子向H2O中H的配位能力较强。因而水解时N与H结合为NH3，Cl与OH结合为HClO。2.BF3是路易斯酸；NH3是路易斯碱；NF3无酸碱性。3.方法一：试液中通H2S生成沉淀，向沉淀中加2mol·L-1NaOH，不溶的Bi2S3；再向沉淀中加浓HCl，不溶的是As2S3。方法二：试液中通H2S后，先加入浓HCl，不溶的是As2S3，再加NaOH，不溶的是Bi2S3。方法三：试液通H2S后加入Na2Sx溶液，不溶的是Bi2S3，其余两种沉淀加入浓HCl，不溶的是As2S3。4.答：氮的电负性比磷高，但化学性质却不如磷活泼，这是由二者的单质的结构不同决定的。氮的半径很小，则N原子间形成三重键，叁键的键能很高，难以断开，因而N2很不活泼。磷原子的半径较大，而使磷原子间的P轨道重叠很小，不能形成多重键。P—P单键键能很小，很容易断开。特别是白磷的P—P—P键角小，张力大，更活泼。5.答：Bi（Ⅴ）的氧化能力比同族其它元素强得多，是由于Bi的2个6s电子钻穿能力强，不易失去，有“惰性电子对”效应。失去2个6s电子的Bi（Ⅴ）更倾向于得到2个电子形成稳定的Bi（Ⅲ）。6.答：在P4O10分子中有两种氧，一种是与磷形成双键的端氧（P=O），一种是同时与两个磷成键的桥氧（P—O—P）。磷氧双键略短，为139pm；端氧单键（桥氧）的键略长些，为162pm。7.答：使气体通过水除去NO2，2NO2+H2O===2HNO3+NO↑。8.答：BiCl3+6NaOH+Cl2===NaBiO3↓+5NaCl+3H2O9.答：磷和KOH溶液反应生成的PH3气体中含有少量的P2H4，在空气中易自燃生成P2O3而冒白烟。10.Ag3PO4的溶度积常数比AgH2PO4和Ag2HPO4都小得多，即Ag3PO4的溶解度更小，而易从溶液中析出。四计算题1.解：按NaH2PO4——Na2HPO4是一对缓冲体系，42POH相当于弱酸，24HPO相当于弱酸盐。等体积的NaH2PO4与Na2HPO4混合后浓度各减小一半，cPOH42=0.1mol·L-1，CHPO24=0.1mol·L-1已知42POH的Ka=6.2×10-8，pKa=7.21∵pH=pKa-碱酸CClg∴pH=7.21