高考化學知識點：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養化，下面是小編整理的高考化學知識點：氮、磷及其化合物，希望考生可以及時了解詳情。

　　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，我們稱它們為氮族元素。

　　隨著核電荷數和原子核外電子層數的增加，氮族元素的一些性質呈現規律性變化。例如，在周期表中從上到下，元素的原子半徑逐漸增大，核對外層電子的引力逐漸減弱，在化學反應中得電子的能力逐漸減弱，失電子能力逐漸增強，非金屬性逐漸減弱，金屬性逐漸增強。在氮族元素的單質中，氮、磷表現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，如-3、+3、+5等

　　(表1)。從氮族元素的原子結構看，它們的原子最外層都有5個電子，最高化合價都是+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，強弱如何?

　　我們知道，土壤里缺乏氮、磷、鉀三種元素，會影響農作物的生長，所以，農業上主要施用含氮、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，它們在化學性質上有一些相似之處，如單質在一定條件下都能與某些非金屬反應等。下面我們主要介紹氮和磷單質的一些性質。

　　一、氮氣

　　氮是一種重要的元素，它以化合態存在于多種無機物和有機物之中，

　　成蛋白質和核酸不可缺少的物質。在空氣中，氮以氮氣的形式存在，是空氣的

　　成分。 是構主要

　　純凈的氮氣是一種無色的氣體，密度比空氣的稍小。氮氣在水中的溶解度很小，通常狀況下，1體積水中只能溶解大約0.02體積的氮氣。在壓強為101 kPa時，氮氣在-195.8℃時變成無色液體，在-209.9℃時變成雪花狀固體。氮氣的一些物理性質見表1。

　　氮氣是由氮原子組成的雙原子分子。氮分子中，2個氮原子共用3對電子,形成3個共價鍵：

　　由于氮分于中的N≡N鍵很牢固，使氮分子的結構很穩定。通常狀況下，氮氣的化學性質不活潑，很難與其他物質發生化學反應。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，使共價鍵斷裂，就能與一些物質如H2、O2等發生化學反應。

　　1.氮氣與氫氣的反應

　　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，NH3也會分解成N2和H2，所以，這個反應是個可逆反應。

　　工業上利用這一反應原理合成氨。關于合成氨工業，我們將在以后介紹。

　　2.氮氣與氧氣的反應

　　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。但是，在放電條件下，N2和O2卻可以直接化合，生成無色、不溶于水的一氧化氮(NO)氣體。

　　反應生成的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，它與水反應生成HNO3和NO。工業上利用這一反應制取硝酸。

　　3NO2+H2O=2HNO3+NO

　　以上幾個反應是在自然界中經常發生的重要反應。在電閃雷鳴的雨天，會產生放電現象，由于放電，使空氣中的N2和O2反應生成了NO，NO又被O2氧化成NO2。NO2在雨水中與水反應生成硝酸，隨雨水淋灑到土壤中，并與土壤中的礦物質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，促進了植物的生長。

　　值得注意的是，NO和NO2是大氣的污染物。空氣中的NO和NO2污染物主要來自石油和煤燃燒的產物、汽車尾氣、制硝酸工廠的廢氣等。近年來，光化學煙霧污染問題已引起人們的注意，而空氣中的NO2是造成光化學煙霧的主要因素。NO2在紫外線照射下，會發生一系列光化學反應，產生一種有毒的煙霧——光化學煙霧，刺激呼吸器官，使人生病甚至死亡。目前，隨著汽車數量的增大，每天排放到大氣中的廢氣(包括NO2)越來越多，汽車污染問題已日益嚴重。在世界的某些大城市，已經出現光化學煙霧，我國的一些城市也已有了這種潛在的危險。所以，加強對汽車尾氣的治理已十分迫切。

　　另外，雷雨天如果產生大量的NO2，也會造成酸雨，酸雨腐蝕金屬、建筑物，破壞森林，污染湖泊。 在工業上，氮氣是合成氨、制硝酸的重要原料。在通常狀況下由于氮氣的化學性質很不活潑，因此它常被用作保護氣。例如，焊接金屬時用氮氣保護金屬使其不被氧化;在燈泡中填充氮氣以防止鎢絲被氧化或揮發;糧食、罐頭、水果等食品，也常用氮氣作保護氣，以防止食品腐爛。在醫學上，常用液氮作冷凍劑，在冷凍麻醉條件下做手術等。在高科技領域中常用液氮制造低溫環境，如有些超導材料就是在經液氮處理后的低溫下才獲得超導性能的。

　　二、磷

　　在自然界中，沒有游離態的磷存在，磷主要以磷酸鹽的形式存在于礦石中。磷和氮一樣，是構成蛋白質的成分之一。動物的骨骼、牙齒和神經組織，植物的果實和幼芽，生物的細胞里都含有磷，磷對于維持生物體正常的生理機能起著重要的作用。

　　磷在化學性質上與氮有相似的地方，如單質也能與非金屬反應等。與N2相比，單質磷的化學性質較活潑，容易與非金屬等其他物質反應。例如，我們在初中曾介紹過，磷與O2在點燃的條件下就能反應生成 P2O5。

　　多數生物只能吸收含氮的化合物，氣轉變成氮的化合物，轉變為化合態氮的方法，能把空氣中的氮氣變成含氮化合，放電條件下氮氣與氧氣化合以及工業上合成氨等也屬于氮的固，使大氣中游離態的氮轉變為化合態的氮進入土壤，植物從土壤中吸收含氮化合物制造蛋白質，變為含氮化合物，P2O5是酸性氧化物，它與熱水反應能生成磷酸(H3PO4)。磷酸是一種中等強度的三元酸，具有酸的通性，是化學工業的重要產品，主要用于制磷肥，

　　P2O5是酸性氧化物，它與熱水反應能生成磷酸(H3PO4)。