高考化學(xué)知識(shí)點(diǎn)：氮、磷及其化合物

　　磷氮化合物的主要危害就是引起水體的富營(yíng)養(yǎng)化，下面是小編整理的高考化學(xué)知識(shí)點(diǎn)：氮、磷及其化合物，希望考生可以及時(shí)了解詳情。

　　在周期表中，位于碳族元素和氧族元素之間的第ⅤA族元素也是主族元素，包括氮(N)、磷(P)、砷(As)、銻(Sb)、鉍(Bi)五種元素，我們稱它們?yōu)榈�族元素�?br />
　　隨著核電荷數(shù)和原子核外電子層數(shù)的增加，氮族元素的一些性質(zhì)呈現(xiàn)規(guī)律性變化。例如，在周期表中從上到下，元素的原子半徑逐漸增大，核對(duì)外層電子的引力逐漸減弱，在化學(xué)反應(yīng)中得電子的能力逐漸減弱，失電子能力逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱，金屬性逐漸增強(qiáng)。在氮族元素的單質(zhì)中，氮、磷表現(xiàn)出比較明顯的非金屬性，砷雖然是非金屬，但已有一些金屬性，而鉍、銻已具有比較明顯的金屬性。

　　氮族元素在它們的化合物中，能顯示出多種化合價(jià)，如-3、+3、+5等

　　(表1)。從氮族元素的原子結(jié)構(gòu)看，它們的原子最外層都有5個(gè)電子，最高化合價(jià)都是+5。 思考：從氮族元素在周期表中的位置看，氮族元素的非金屬性與鹵族元素、氧族元素相比，強(qiáng)弱如何?

　　我們知道，土壤里缺乏氮、磷、鉀三種元素，會(huì)影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)，所以，農(nóng)業(yè)上主要施用含氮、磷、鉀元素的化肥。氮和磷是重要的非金屬元素,都位于元素周期表的第ⅤA族，它們?cè)诨瘜W(xué)性質(zhì)上有一些相似之處，如單質(zhì)在一定條件下都能與某些非金屬反應(yīng)等。下面我們主要介紹氮和磷單質(zhì)的一些性質(zhì)。

　　一、氮?dú)?br />
　　氮是一種重要的元素，它以化合態(tài)存在于多種無(wú)機(jī)物和有機(jī)物之中，

　　成蛋白質(zhì)和核酸不可缺少的物質(zhì)。在空氣中，氮以氮?dú)獾男问酱嬖冢�是空氣�?br />
　　成分。 是構(gòu)主要

　　純凈的氮?dú)馐且环N無(wú)色的氣體，密度比空氣的稍小。氮?dú)庠谒�中的溶解度很小，通常狀況下，1體積水中只能溶解大約0.02體積的氮?dú)�。在壓�?qiáng)為101 kPa時(shí)，氮?dú)庠?195.8℃時(shí)變成無(wú)色液體，在-209.9℃時(shí)變成雪花狀固體。氮?dú)獾囊恍┪锢硇再|(zhì)見(jiàn)表1。

　　氮?dú)馐怯傻�原子組成的雙原子分子。氮分子中，2個(gè)氮原子共用3對(duì)電子,形成3個(gè)共價(jià)鍵：

　　由于氮分于中的N≡N鍵很牢固，使氮分子的結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定。通常狀況下，氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，很難與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。但是，在一定條件下，如高溫、高壓、放電等，氮分子獲得足夠的能量，使共價(jià)鍵斷裂，就能與一些物質(zhì)如H2、O2等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

　　1.氮?dú)馀c氫氣的反應(yīng)

　　在高溫、高壓和有催化劑存在的條件下，N2與H2可以直接化合，生成氨(NH3)，并放出熱量。同時(shí)，NH3也會(huì)分解成N2和H2，所以，這個(gè)反應(yīng)是個(gè)可逆反應(yīng)。

　　工業(yè)上利用這一反應(yīng)原理合成氨。關(guān)于合成氨工業(yè)，我們將在以后介紹。

　　2.氮?dú)馀c氧氣的反應(yīng)

　　我們知道，空氣的主要成分是N2和O2，在通常狀況下，它們不起反應(yīng)。但是，在放電條件下，N2和O2卻可以直接化合，生成無(wú)色、不溶于水的一氧化氮(NO)氣體。

　　反應(yīng)生成的NO在常溫下很容易與空氣中的O2化合，生成紅棕色、有刺激性氣味的二氧化氮(NO2)氣體。

　　2NO+O2=2NO2

　　NO2是一種有毒氣體，易溶于水，它與水反應(yīng)生成HNO3和NO。工業(yè)上利用這一反應(yīng)制取硝酸。

　　3NO2+H2O=2HNO3+NO

　　以上幾個(gè)反應(yīng)是在自然界中經(jīng)常發(fā)生的重要反應(yīng)。在電閃雷鳴的雨天，會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象，由于放電，使空氣中的N2和O2反應(yīng)生成了NO，NO又被O2氧化成NO2。NO2在雨水中與水反應(yīng)生成硝酸，隨雨水淋灑到土壤中，并與土壤中的礦物質(zhì)作用生成能被植物吸收的硝酸鹽。這樣就使土壤從空氣中得到氮，促進(jìn)了植物的生長(zhǎng)。

　　值得注意的是，NO和NO2是大氣的污染物�？諝庵械腘O和NO2污染物主要來(lái)自石油和煤燃燒的產(chǎn)物、汽車尾氣、制硝酸工廠的廢氣等。近年來(lái)，光化學(xué)煙霧污染問(wèn)題已引起人們的注意，而空氣中的NO2是造成光化學(xué)煙霧的主要因素。NO2在紫外線照射下，會(huì)發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一種有毒的煙霧——光化學(xué)煙霧，刺激呼吸器官，使人生病甚至死亡。目前，隨著汽車數(shù)量的增大，每天排放到大氣中的廢氣(包括NO2)越來(lái)越多，汽車污染問(wèn)題已日益嚴(yán)重。在世界的某些大城市，已經(jīng)出現(xiàn)光化學(xué)煙霧，我國(guó)的一些城市也已有了這種潛在的危險(xiǎn)。所以，加強(qiáng)對(duì)汽車尾氣的治理已十分迫切。

　　另外，雷雨天如果產(chǎn)生大量的NO2，也會(huì)造成酸雨，酸雨腐蝕金屬、建筑物，破壞森林，污染湖泊。 在工業(yè)上，氮?dú)馐呛铣砂�、制硝酸的重要原料。在通常狀況下由于氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很不活潑，因此它常被用作保護(hù)氣。例如，焊接金屬時(shí)用氮?dú)獗Ｗo(hù)金屬使其不被氧化;在燈泡中填充氮?dú)庖苑乐规u絲被氧化或揮發(fā);糧食、罐頭、水果等食品，也常用氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣，以防止食品腐爛。在醫(yī)學(xué)上，常用液氮作冷凍劑，在冷凍麻醉?xiàng)l件下做手術(shù)等。在高科技領(lǐng)域中常用液氮制造低溫環(huán)境，如有些超導(dǎo)材料就是在經(jīng)液氮處理后的低溫下才獲得超導(dǎo)性能的。

　　二、磷

　　在自然界中，沒(méi)有游離態(tài)的磷存在，磷主要以磷酸鹽的形式存在于礦石中。磷和氮一樣，是構(gòu)成蛋白質(zhì)的成分之一。動(dòng)物的骨骼、牙齒和神經(jīng)組織，植物的果實(shí)和幼芽，生物的細(xì)胞里都含有磷，磷對(duì)于維持生物體正常的生理機(jī)能起著重要的作用。

　　磷在化學(xué)性質(zhì)上與氮有相似的地方，如單質(zhì)也能與非金屬反應(yīng)等。與N2相比，單質(zhì)磷的化學(xué)性質(zhì)較活潑，容易與非金屬等其他物質(zhì)反應(yīng)。例如，我們?cè)诔踔性�介紹過(guò)，磷與O2在點(diǎn)燃的條件下就能反應(yīng)生成 P2O5。

　　多數(shù)生物只能吸收含氮的化合物，氣轉(zhuǎn)變成氮的化合物，轉(zhuǎn)變?yōu)榛�合態(tài)氮的方法，能把空氣中的氮?dú)庾兂珊�氮化合，放電條件下氮?dú)馀c氧氣化合以及工業(yè)上合成氨等也屬于氮的固，使大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榛�合態(tài)的氮進(jìn)入土壤，植物從土壤中吸收含氮化合物制造蛋白質(zhì)，變?yōu)楹�氮化合物，P2O5是酸性氧化物，它與熱水反應(yīng)能生成磷酸(H3PO4)。磷酸是一種中等強(qiáng)度的三元酸，具有酸的通性，是化學(xué)工業(yè)的重要產(chǎn)品，主要用于制磷肥，

　　P2O5是酸性氧化物，它與熱水反應(yīng)能生成磷酸(H3PO4)。