2019-2020年高中化學(xué) 第八章《氮族元素》教案(一) 人教版.doc
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2019-2020年高中化學(xué) 第八章《氮族元素》教案(一) 人教版 【教學(xué)內(nèi)容】 氮族元素、氮?dú)?、? 【知識講解】 一、氮族元素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 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(shù)均為5個,它們的原子半徑隨著核電荷數(shù)的增大而逐漸增大。它們在原子結(jié)構(gòu)上的異同處決定了性質(zhì)的相似性和遞變性。 單質(zhì)的物理性質(zhì)遞變規(guī)律有 從氮到鉍、單質(zhì)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(diǎn)逐漸升高;銻和鉍的金屬性已較顯著,熔、沸點(diǎn)的遞變規(guī)律與堿金屬單質(zhì)相仿,逐漸降低。砷較特殊,灰砷已呈現(xiàn)一定金屬性,但常壓下,它在613C0時能升華,加壓下測得的熔點(diǎn)是氮族元素的單質(zhì)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(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 2、 在最高價(jià)氧化物中化合價(jià)都是 +5價(jià),化學(xué)式為R2O5 3、在氣態(tài)氫化物中,都顯-3價(jià)化學(xué)式為RH3 4、最高價(jià)氧化物的水化物的化學(xué)式為 H3RO4或HRO3 1、 氮、磷、砷、銻、鉍的單質(zhì)從非金 屬過渡到金屬。 2、 氮、磷與氧氣反應(yīng)的條件不同 N2+O2 放電 2NO(難化合) 4P+5O2 點(diǎn)燃 2P2O5(易化合) P4+5O2 點(diǎn)燃 2P2O5 所以還原性NP 4、 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(jià)氧化物的水化物的酸性 HNO3、H3PO4、H3ASO4、H3SbO4 酸性逐漸減弱 說明 ①氮族元素原子的價(jià)電子數(shù)是5,但主要為+3、+5價(jià)。②氮族元素最高價(jià)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(xùn)練 例1 砷為第四周期VA族元素,根據(jù)在周期表中的位置推測,砷不可能具有的性質(zhì)是 A、砷在通常狀況下為固體 B、可以有-3,+5等多種化合價(jià) C、AS2O5對應(yīng)水化物的酸性比H3PO4弱 D、砷的還原性比磷強(qiáng) 解析 砷在周期表中與N、P處在同一主族,此族元素性質(zhì)遞變是單質(zhì)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(jià),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(yīng)的化學(xué)方程式 ①Na2S和AS2S5反應(yīng)_______________________________. ②CaS和AS2S3反應(yīng)________________________________. 解析 從熟知的物質(zhì)性質(zhì)類推出不熟悉的物質(zhì)所具有的性質(zhì),解本題關(guān)鍵是將氧化物的性質(zhì)類推到硫化物性質(zhì)的確定上。 答案 ①3Na2S+As2O5=2Na3ASO4 ②3CaS+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(zhì),此時壓強(qiáng)增加了75%,則A單質(zhì)的一個分子有________個A原子,AH3分解反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________. 解析: 設(shè)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+6H2 2、氮?dú)? (1)氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì) 無色、無臭、難溶于水,在空氣中體積分?jǐn)?shù)78%,質(zhì)量分?jǐn)?shù)75%。 (2)氮?dú)獾姆肿咏Y(jié)構(gòu) 電子式為:N N:,結(jié)構(gòu)式為N=N,因?yàn)殒I能很大,所以氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很不活潑. (3)氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì) 只有在高溫下,氮?dú)獠排c氫氣、氧氣和活潑金屬反應(yīng) N2+3H2 高溫、高壓 2NH3 催化劑 N2+O2 放電 2NO 2NO+O2==2NO2 N2+3Mg 點(diǎn)燃 Mg3N2(鎂在空氣中生成微量Mg3N2,鎂跟氮?dú)夥磻?yīng)比鎂跟氧氣反應(yīng)要難得多。因此mg Mg在空氣中完全燃燒,所得固體的質(zhì)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:]3-Ng2+[:N:]3-Mg2+) .. .. .. .. 3、氮的氧化物 N2O、NO、NO2、N2O4均無對應(yīng)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(qiáng)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(xùn)練 例4 將盛有25mL NO、NO2混合氣體的量筒倒立于水槽中,反應(yīng)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(shè)NO2與XmL 3NO2+H2O=2HNO3+NO -△V 3 1 2 X 25-15=10 X=15(mL) 則NO占:25mL-15mL=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(lán),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(shí)驗(yàn)室用空氣和下圖所列藥品、儀器裝置制取少量氮化鎂 ① 表中裝置中導(dǎo)管連接的正確順序是(用裝置序號a、b……填寫) ② 各個裝置中導(dǎo)管連接的正確順序是 ③ a裝置中發(fā)生的反應(yīng)方程式是 序號 a b c 儀 器 及 名 稱 序號 d e 儀 器 及 名 稱 ④ 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 ⑤ 實(shí)驗(yàn)裝置最末端排出的氣體成分是 。 答案 ①d、c、b、e、a ②H→F E→D C→N M→B ③3Mg+N2 加熱 Mg3N2 ④吸水、除CO2、除O2 ⑤氮?dú)夂拖∮袣怏w。 【能力訓(xùn)練】 一、選擇題 1.已知下列事實(shí) ①高氯酸的酸性比硫酸強(qiáng)②鹽酸是比氫硫酸更強(qiáng)的酸③氯化氫比硫化氫穩(wěn)定④氯氣與硫化氫混合可產(chǎn)生單質(zhì)硫⑤氯元素、硫元素最高正化合價(jià)分別是+7、+6,其中能說明氯的非金屬性比硫強(qiáng)的是 A、①②③ B、②④⑤ C、①③④ D、②③⑤ 2.下列敘述中,正確的是 A、硝酸酸性比磷酸強(qiáng) B、PH3的穩(wěn)定性大于NH3 C、PH3的還原性大于NH3 D、氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)比磷活潑 3.下列敘述正確的是 A、從氮到鉍隨原子序數(shù)增加,單質(zhì)的密度逐漸減小 B、N、P主要表現(xiàn)非金屬性,AS以非金屬性為主,但已表現(xiàn)出一些金屬性,而Sb、Bi已表現(xiàn)出明顯的金屬性 C、氮族元素中,都有-3、+3、+5價(jià)態(tài)化合物 D、氮的化合價(jià)最復(fù)雜 4.下列反應(yīng)起了氮的固定作用的是 A、N2和H2在一定條件下反應(yīng)生成NH3 B、NO和O2反應(yīng)生成NO2 C、NH3經(jīng)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(dāng)取下K夾,使兩燒瓶內(nèi)氣體充分接觸后容器內(nèi)壓強(qiáng)由小到大的順序正確的是 編號 ① ② ③ ④ A中氣體 H2S H2 NH3 NO B中氣體 SO2 Cl2 HCl O2 A、②③④① B、③①④② C、③②①④ D、④③②① 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(yīng)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(zhì)的量分別是a和b,待反應(yīng)后容器內(nèi)氮原子數(shù)和 氧原子數(shù)之比為 A、a:b B、a:2b C、a:(a+b)2 D、a:(a+2b) 10.氮?dú)馀c其它單質(zhì)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?dú)饣仙傻?,這是因?yàn)棰俅朔磻?yīng)可能是吸熱反應(yīng)②此反應(yīng)可能是放熱反應(yīng)③此反應(yīng)可能是氮分子不必先分解為原子④此反應(yīng)可能是氮分子先分解為原子 A、①② B、②④ C、②③ D、①④ 二、計(jì)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(yīng)停止后,試管中剩余15mL氣體。求 ①原混合氣體中有NO多少毫升? ②如果向試管中的剩余氣體中通入9.3mL O2,充分反應(yīng)后試管中剩余氣體的體積為多少? ③若大燒杯中共有水500mL(包括進(jìn)入試管中的水),反應(yīng)前后溶液體積不變,則所得硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度是多少?(氣體體積均已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況,不考慮N2O4的存在) 【能力訓(xùn)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(jì)算題 11、①VNO2=(25mL-15mL) VNO=25mL-15ML=10mL ②據(jù)反應(yīng)4NO+3O2+2H2O=4HNO3 ∵15:9.3>4:3 ∴NO過量 VNO=15mL-9.3mL ③CHNO3= 答:略
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