2019-2020年高中化學 第八章《氮族元素》教案（一） 人教版.doc

2019-2020年高中化學 第八章氮族元素教案（一） 人教版【教學內容】 氮族元素、氮氣、磷【知識講解】一、氮族元素的結構特點1、氮族元素包括N、P、As、Sb、Bi五種元素，在周期表中位于第VA族。它們的最外層電子數均為5個，它們的原子半徑隨著核電荷數的增大而逐漸增大。它們在原子結構上的異同處決定了性質的相似性和遞變性。單質的物理性質遞變規(guī)律有 從氮到鉍、單質的密度逐漸增大；固態(tài)氮和紅磷、白磷均屬分子晶體，熔沸點逐漸升高；銻和鉍的金屬性已較顯著，熔、沸點的遞變規(guī)律與堿金屬單質相仿，逐漸降低。砷較特殊，灰砷已呈現一定金屬性，但常壓下，它在613C0時能升華，加壓下測得的熔點是氮族元素的單質中最高的。氮族元素的相似性和遞變性 相似性 遞變性1、 最外層上均為5個電子，均能獲得3個電子而達到穩(wěn)定結構。2、 在最高價氧化物中化合價都是+5價，化學式為R2O53、在氣態(tài)氫化物中，都顯3價化學式為RH34、最高價氧化物的水化物的化學式為 H3RO4或HRO31、 氮、磷、砷、銻、鉍的單質從非金屬過渡到金屬。2、 氮、磷與氧氣反應的條件不同N2+O2 放電 2NO（難化合）4P+5O2 點燃 2P2O5（易化合）P4+5O2 點燃 2P2O5所以還原性N<P3、 氮、磷與H2反應的條件不同 高溫、高壓N2+3H2 催化劑 2NH3而磷與H2很難直接化合成PH3所以氧化性 N>P4、 氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性 NH3、PH3、ASH3、SbH3 穩(wěn)定性逐漸減弱5、 最高價氧化物的水化物的酸性 HNO3、H3PO4、H3ASO4、H3SbO4 酸性逐漸減弱 說明 氮族元素原子的價電子數是5，但主要為+3、+5價。氮族元素最高價氧化物的水化物的通式為H3RO4，但硝酸為HNO3比通式少一個水分子。原因是氮原子半徑小。針對性訓練 例1 砷為第四周期VA族元素，根據在周期表中的位置推測，砷不可能具有的性質是 A、砷在通常狀況下為固體 B、可以有3，+5等多種化合價 C、AS2O5對應水化物的酸性比H3PO4弱 D、砷的還原性比磷強 解析 砷在周期表中與N、P處在同一主族，此族元素性質遞變是單質狀態(tài)由氣態(tài)到固態(tài)，磷為固體，砷必為固體。本族元素非金屬均有3、+3、+5等多種化合價，且最高氧化物水化物酸性 HNO3>H3PO4>H3ASO4. 答案 D 例2 酸性氧化物和堿性氧化物相互作用可生成含氧酸鹽，而硫代硫酸鹽也可由非金屬硫化物與金屬硫化物作用制得。如3Na2S+AS2S3=2Na3ASS3（硫代亞砷酸鈉），試寫出下列反應的化學方程式 Na2S和AS2S5反應_. CaS和AS2S3反應_.解析 從熟知的物質性質類推出不熟悉的物質所具有的性質，解本題關鍵是將氧化物的性質類推到硫化物性質的確定上。答案 3Na2S+As2O5=2Na3ASO4 3CaS+AsS=Ca3(ASS3)2例3 在某溫度下，一定量的元素A的氫化物AH3，在一定體積的密閉容器中可完全分解成兩種氣態(tài)單質，此時壓強增加了75%,則A單質的一個分子有_個A原子,AH3分解反應的化學方程式是_.解析: 設每個分子中含有X個A原子 XAH3=AX+ V X 1 1+X 1 75% X=4答案 A4 4AH3=A4+6H22、氮氣（1）氮氣的物理性質無色、無臭、難溶于水，在空氣中體積分數78%，質量分數75%。（2）氮氣的分子結構電子式為:N N:,結構式為N=N,因為鍵能很大,所以氮氣的化學性質很不活潑.（3）氮氣的化學性質只有在高溫下，氮氣才與氫氣、氧氣和活潑金屬反應 N2+3H2 高溫、高壓 2NH3 催化劑N2+O2 放電 2NO 2NO+O2=2NO2N2+3Mg 點燃 Mg3N2（鎂在空氣中生成微量Mg3N2，鎂跟氮氣反應比鎂跟氧氣反應要難得多。因此mg Mg在空氣中完全燃燒，所得固體的質量小于mg，氮化鎂為灰綠色固體，為離子化合物，電子式為 Mg2+:N:3Ng2+:N:3Mg2+）.3、氮的氧化物N2O、NO、NO2、N2O4均無對應含氧酸，屬不成鹽氧化物。N2O3、N2O5分別是亞硝酸和硝酸的酸酐。2NO+O2=2NO2 2NO2 N2O4 （無色） （紅棕色） （無色） 3NO2+H2O=2HNO3+NO 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 NO2是一種強氧化劑，能將I、SO2、H2S等氧化 2KI+4NO2=2KNO3+I2+2NO SO2+NO2=NO+SO3 H2S+NO2=S+NO+H2O針對性訓練 例4 將盛有25mL NO、NO2混合氣體的量筒倒立于水槽中，反應后氣體體積縮小為15mL，則混合氣體中NO和NO2的體積比是 。 解析 設NO2與XmL 3NO2+H2O=2HNO3+NO V 3 1 2 X 2515=10 X=15(mL) 則NO占:25mL15mL=10mL VNO:VNO2=10:15=2:3 答案:2:3 例5 區(qū)分某紅棕色氣體是溴蒸氣還是NO2氣體，可采用的試劑是A、蒸餾水 B、KI淀粉試紙C、AgNO3溶液 D、NaOH溶液 解析 Br2溶于水得橙色溴水，NO2溶于水得無色硝酸溶液。A對。Br2和NO2均能將KI氧化成I2而使KI-淀粉試紙變藍，B錯。Br2溶于AgNO3溶液生成淺黃色AgBr沉淀，而NO2沒有，C對。Br2和NO2通入NaOH溶液里均是無色溶液。D錯。答案 A，C例6 實驗室用空氣和下圖所列藥品、儀器裝置制取少量氮化鎂 表中裝置中導管連接的正確順序是（用裝置序號a、b填寫） 各個裝置中導管連接的正確順序是 a裝置中發(fā)生的反應方程式是 序號abc儀器及名稱序號 d e儀器及名稱 b裝置中濃H2SO4的作用是；c裝置中飽和NaOH溶液的作用是；e裝置中灼熱Cu粉的作用是 實驗裝置最末端排出的氣體成分是 。答案 d、c、b、e、a HF ED CN MB3Mg+N2 加熱 Mg3N2 吸水、除CO2、除O2氮氣和稀有氣體。【能力訓練】一、選擇題 1已知下列事實 高氯酸的酸性比硫酸強鹽酸是比氫硫酸更強的酸氯化氫比硫化氫穩(wěn)定氯氣與硫化氫混合可產生單質硫氯元素、硫元素最高正化合價分別是+7、+6，其中能說明氯的非金屬性比硫強的是 A、 B、 C、 D、 2下列敘述中，正確的是 A、硝酸酸性比磷酸強 B、PH3的穩(wěn)定性大于NH3 C、PH3的還原性大于NH3 D、氮氣的化學性質比磷活潑 3下列敘述正確的是 A、從氮到鉍隨原子序數增加，單質的密度逐漸減小 B、N、P主要表現非金屬性，AS以非金屬性為主，但已表現出一些金屬性，而Sb、Bi已表現出明顯的金屬性 C、氮族元素中，都有3、+3、+5價態(tài)化合物 D、氮的化合價最復雜 4下列反應起了氮的固定作用的是 A、N2和H2在一定條件下反應生成NH3 B、NO和O2反應生成NO2 C、NH3經催化氧化生成NO D、由NH3制碳銨和硫銨 5如右圖，室溫下，A、B兩個容積相等的燒瓶中分別集滿了兩種氣體（同溫、同壓）當取下K夾，使兩燒瓶內氣體充分接觸后容器內壓強由小到大的順序正確的是編號A中氣體H2SH2NH3NOB中氣體SO2Cl2HClO2 A、 B、 C、 D、 6某集氣瓶呈紅棕色，加入足量水，蓋上玻璃片，振蕩，得橙色溶液，氣體顏色消失，再打開玻璃片后，瓶中氣體又變?yōu)榧t棕色。該氣體可能是下列混合氣體中的 A、N2、NO2、Br2 B、NO2、NO、N2 C、NO2、O2、NO D、N2、O2、Br2 7將容積為18mL 的試管盛滿水，倒置于水槽里，然后慢慢依次通入6mL NO 2，6mL O2和，6mL NO最終試管里氣體的體積是 A、沒有氣體 B、12mL C、4mL D、2mL 8使CO2通過足量Na2O2充分反應后與NO混合，已知CO2和NO的體積共為30mL，最終剩余氣體15mL，則CO2和NO的體積比為（相同條件下測定，忽略N2O4的存在） A、等于1 B、大于1 C、小于1 D、以上都可以 9某密閉容器中充入的NO和O2的物質的量分別是a和b，待反應后容器內氮原子數和氧原子數之比為 A、a:b B、a:2b C、a:(a+b)2 D、a:(a+2b)10氮氣與其它單質化合，一般需高溫，有時還需要高壓等條件，但金屬鋰在常溫常壓下能與氮氣化合生成氮化鋰，這是因為此反應可能是吸熱反應此反應可能是放熱反應此反應可能是氮分子不必先分解為原子此反應可能是氮分子先分解為原子 A、 B、 C、 D、二、計算11某試管中盛有NO2和NO的混合氣體25mL，將其倒扣于盛水的大燒杯中，反應停止后，試管中剩余15mL氣體。求 原混合氣體中有NO多少毫升？ 如果向試管中的剩余氣體中通入9.3mL O2,充分反應后試管中剩余氣體的體積為多少? 若大燒杯中共有水500mL（包括進入試管中的水），反應前后溶液體積不變，則所得硝酸溶液的物質的量濃度是多少？（氣體體積均已折算成標準狀況，不考慮N2O4的存在）【能力訓練答案】一、選擇題 1、C 2、A C 3、B D 4、A 5、B 6、A 7、A 8、A B 9、D 10、C二、計算題 11、VNO2=(25mL15mL) VNO=25mL15ML=10mL 據反應4NO+3O2+2H2O=4HNO3 15:9.3>4:3 NO過量 VNO=15mL9.3mL CHNO3= 答:略