3、NO與O₂分別通入水中

關(guān)系式：4NO+3O₂+H₂O=4HNO₃

討論如下：

例3.一定條件下，將等體積的NO和O₂混合于一試管中，然后將試管倒立于盛有水的水槽中，充分反應(yīng)后剩余氣體的體積與原混合氣體的體積之比是多少？

解析： 因為混合氣體中NO和O₂的體積比<4:3，則剩余氣體為O₂

設(shè)混合氣體中NO 的體積為x，則O₂的體積也為x

4NO+3O₂+H₂O=4HNO₃

4　　 3

x　　 y

4/ x =3 / y　 解得：y=3x/4

剩余的O₂為x-3x/4=x/4

它與原混合氣體的體積比為x/4:2x=1:8

2、NO₂和O₂ 的混合氣體與水的反應(yīng)

　 關(guān)系式：4NO₂+O₂+H₂O=4HNO₃

將(2)×2-(1)得到，目的：消去中間產(chǎn)物NO)

討論如下：

例2.將充滿NO₂和O₂的混合氣體的量筒倒置于水中，充分反應(yīng)后，保持氣體壓強(qiáng)不變，水進(jìn)入至量筒體積的一半處停止了，則原混合氣體中NO₂和O₂的體積比是多少？

解析：NO₂和O₂的體積比不等于4:1，則需討論NO₂和O₂分別過量時的兩種情況

設(shè)混合氣體的體積為1，混合氣體中NO₂的體積為x，則O₂為(1- x)

(1)假定原混合氣體中V_(NO2)：(O2)<4：1

　　 4NO₂+O₂+H₂O=4HNO₃

　　 4　　 1　　

　　 x　　 y

4/x=1/y 解得y=x/4

剩余的O₂：(1-x)-x/4=1/2 解得x=2/5

V_(NO2):V_(O2)=2/5:(1-2/5)=2:3

(2) 假定原混合氣體中V_(NO2):V_(O2)>4:1

4NO₂+O₂+H₂O=4HNO₃

4　　 1

y　　 (1-x)

4/ y =1/(1-x) 解得：y=4(1-x)

暫時剩余NO₂：1-[4(1-x)+(1-x)]=5x-4

由反應(yīng)式：3NO₂+H₂O=2H₂NO₃+NO可知

最后剩余NO ：(5x-4)/3

由(5x-4)/3=1/2得 x=11/10(不合題意，舍去)

小結(jié)： NO₂和O₂的混合氣體與水反應(yīng)時，當(dāng)剩余氣體的體積大于原混合氣體體積的1/3時，只有一個條件：V_(NO2):V_(O2)>4:1(此結(jié)論由同學(xué)們自行證明)

1、NO(N₂)、NO₂混合氣體與水反應(yīng)

例1． 將20ml充滿NO和NO₂的混合氣體的試管倒立于盛水的水槽中，充分反應(yīng)后，剩余氣體的體積變?yōu)?0ml，求原混合氣體中NO和NO₂ 各占多少毫升？

解析：NO不與水反應(yīng)，NO₂與水反應(yīng)時每一體積的NO₂會生成1/3體積的NO ，所以剩余的氣體為未參加反應(yīng)的NO 和生成的NO

解法一：設(shè)原混合氣體中含NO₂ xml ，

則含NO(20-x)ml

　　　 3NO₂+H₂O=2H₂NO₃+NO

　　　　 3　　　　　　　　 1

　　　　 x　　　　　　　　 y

3/x=1/y解之得：y=x/3

由題意得：(20-x)+x/3=10 解得x=15ml

則原NO的體積 20-15=5ml

答：(略)

解法二： (差量法)設(shè)原混合氣體中含NO₂氣體xml

　3NO₂+H₂O=2H₂NO₃+NO　 △V

　 3　　　　　　　 　　　　(3-1)

x　　　　　　　　　　　 (20-10)

　 3/x=(3-1)/(20-10) 解得 x=15ml

答：(略)

3．例題精講

有關(guān)NO、NO₂、O­₂的混合氣體和水反應(yīng)的計算

基本反應(yīng) ： 2NO+O₂=2NO₂------------------(1)

　　　　　　 3NO₂+H₂O=2H₂NO₃+NO------(2)

3．磷酸與堿反應(yīng)的規(guī)律：

=1∶1時生成NaH₂PO₄

=1∶2時生成Na₂HPO₄

=1∶3時生成Na₃PO₄

介于1∶1和1∶2之間，則生成

NaH₂PO₄和Na₂HPO₄的混合物

介于1∶2和1∶3之間，則生成Na₂HPO₄和Na₃PO₄的混合物。

2．在氮族元素中氮和其它元素比較，有很大的特殊性，它的主要化合價有－3、+1、+2、+3、+4、+5等多種氮元素能以不同的價態(tài)與氧結(jié)合，可以形成多種氧化物：N₂O、NO、N₂O₃、N₂O₄、NO₂、N₂O₅。在這些氧化物中NO₂和N₂O₄可以通過非氧化還原反應(yīng)相互轉(zhuǎn)化：2NO₂　　 N₂O₄。

有關(guān)氮的氧化物知識應(yīng)注意：

①NO是一種無色無味氣體，能與人血液中的血紅蛋白結(jié)合而使人中毒。接觸空氣后立即被氧化為NO₂而變紅棕色，收集NO氣體必須用排水集氣法。實驗室中制NO氣體是銅與硝酸反應(yīng)：

3Cu+8HNO₃=3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O

NO在神經(jīng)信號傳遞、血壓生理調(diào)控、血流量控制、免疫調(diào)節(jié)、抵抗感染等方面起到了重要作用，被稱為“明星分子”或“信使分子”(2004年高考理綜27小題)。

②NO₂是一種紅棕色、具有剌激性氣味、有毒的氣體。它與水反應(yīng)，而易溶于水：

3NO₂+2H₂O=2HNO₃+NO↑

在反應(yīng)中NO₂既是氧化劑又是還原劑。

在NO₂中，因N的價態(tài)較高，它的氧化性較強(qiáng)，NO₂能氧化SO₂、KI等物質(zhì)：

NO₂+SO₂=SO₃+H₂O

NO₂+2KI=2KNO₂+I₂(NO₂能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙為藍(lán))

③ 隱含反應(yīng)2NO₂　　 N₂O₄的應(yīng)用：

在實驗測定NO₂、N₂O₄的相對分子質(zhì)量、比較相同條件下相同物質(zhì)的量的氣體體積大小，以及涉及到NO₂氣體的顏色深淺、壓強(qiáng)、密度等方面時要考慮此反應(yīng)。

1．氮族元素最外層電子都是5個，主要顯+5、+3、－3價。本族元素形成的+3、－3價化合物中其原子已達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，如NH₃、PCl₃、BiCl₃、Mg₃N₂。

2．原理、規(guī)律、疑難剖析：

4．磷及其化合物的性質(zhì)

(1)磷單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和用途

4P+5O₂　　　 2P₂O₅

2P+3Cl₂　　　 2PCl₃(l)

2P+3Cl₂　　　 2PCl₅(s)

用途：制高純度磷酸、紅磷用于制農(nóng)藥、安全火柴、白磷制造燃燒彈和煙幕彈。

(2)磷的化合物

①P₂O₅：極易溶于水，是較好的干燥劑(吸濕性很強(qiáng))能與水作用：

P₂O₅+H₂O(冷)=2HPO₃(劇毒)

P₂O₅+3H₂O(熱)=2H₃PO₄(無毒)

②H₃PO₄：無色晶體，與水任意比例互溶，有吸濕性，可作干燥劑，屬非氧化性酸，沸點高。

化學(xué)性質(zhì)：具有酸的通性，是三元中強(qiáng)酸，是一種高沸點酸。能與堿中和、與NaBr、NaI作用。

③磷酸鹽：

溶解性：磷酸二氫鹽均易溶于水，溶液呈酸性；磷酸鹽和磷酸一氫鹽除鉀、鈉、銨鹽外不溶于水。

相互轉(zhuǎn)化：

磷酸鹽　　　　 磷酸一氫鹽　　　　 磷酸二氫鹽

2．氮氣的性質(zhì)

(1)氮氣的物理性質(zhì)：無色無味，不溶于水比空氣略輕的氣體。

(2)氮氣的化學(xué)性質(zhì)：

分子中N≡N非常牢固，通常情況下不易與其他物質(zhì)反應(yīng)。

N₂　 與氫氣反應(yīng)生成NH₃(高溫高壓鐵觸媒)

與氧氣在放電條件下生成NO

與活潑金屬反應(yīng) 3Mg+N₂ Mg₃N₂

(3)氮氣的用途：

　　 工業(yè)上合成氨制硝酸；用作保護(hù)氣，用于：焊接金屬、填充燈泡、保鮮食品；醫(yī)學(xué)上用于冷凍麻醉；高科技中用液氮制造低溫環(huán)境等。

　　 3．磷的同素異形體：白磷和紅磷

名稱	白磷	紅磷
分子結(jié)構(gòu)	分子式P4、正四面體型、鍵角60°	分子晶體、結(jié)構(gòu)復(fù)雜
顏色狀態(tài)	白色或黃色固體	暗紅色粉末或固體
溶解性	不溶于水，易溶于CS2	不溶于水，不溶于CS2
毒性	劇毒	無毒
著火點	40℃	240℃
保存方法	保存在水中	密封
相互轉(zhuǎn)化