2019-2020年高三化學(xué)《第13講 氮及其化合物》教學(xué)設(shè)計(jì).doc
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2019-2020年高三化學(xué)《第13講 氮及其化合物》教學(xué)設(shè)計(jì) 【內(nèi)容與解析】 本節(jié)課復(fù)習(xí)的內(nèi)容是硫及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用。主要是兩個(gè)內(nèi)容:1二氧化硫的性質(zhì)。2硫酸的性質(zhì)。二氧化硫的性質(zhì)主要體現(xiàn)在二氧化硫的四個(gè)性質(zhì)上,酸性氧化物、二氧化硫的還原性、二氧化硫的氧化性、二氧化硫的漂白性。硫酸的性質(zhì)上,主要是濃硫酸的三大特性:吸水性、脫水性、強(qiáng)氧化性。所以就在于這些性質(zhì)的區(qū)別上。 【教學(xué)目標(biāo)與解析】 1.教學(xué)目標(biāo) 1.了解氮元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)和應(yīng)用。 2.了解氮元素單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響。 2.目標(biāo)解析 1. 了解硫元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。就是指二氧化硫的四個(gè)性質(zhì),濃硫酸的三大特性。 2.了解硫元素單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響。就是指二氧化硫會(huì)造成酸雨,硫酸型酸雨,而且是隨時(shí)間的變化酸雨的PH值會(huì)越來越小。所以就有酸雨的防護(hù)問題。 【問題診斷分析】 本節(jié)中學(xué)生感到困難的地方就是在于復(fù)習(xí)過程中,在濃硫酸的計(jì)算上,要掌握的是不能用濃硫酸的量來進(jìn)行計(jì)算,因?yàn)闈饬蛩岬牧恳欢ㄒ^量,所以就要搞清硫酸在計(jì)算過程中到底反應(yīng)了多少物質(zhì)這是硫酸計(jì)算的關(guān)鍵。再就是二氧化硫性的判斷,很多同學(xué)會(huì)把二氧化硫的漂白性,與還原性搞不清楚,這就是要掌握,無機(jī)物質(zhì)的顏色是不能漂白的。 【教學(xué)條件支持】 這節(jié)課主要是通過PPT這個(gè)手段,因?yàn)檫@樣能加快復(fù)習(xí)的速度,節(jié)約復(fù)習(xí)的時(shí)間。特別是二氧化硫的四個(gè)性質(zhì)與濃硫酸的三大特性上,這樣,學(xué)生更能掌握這兩種物質(zhì)的性質(zhì)。 【復(fù)習(xí)過程】 一、氮?dú)? 1.物理性質(zhì) 通常情況下,N2為無色無味的氣體,不溶于水。 2.化學(xué)性質(zhì) (1)與O2反應(yīng):N2+O22NO。 (2)工業(yè)合成氨:N2+3H22NH3。 (3)與Mg反應(yīng):3Mg+N2Mg3N2。 二、氮的氧化物 NO NO2 物理性質(zhì) 顏色 無 紅棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶 溶 化學(xué)性質(zhì) 與O2反應(yīng) 2NO+O2===2NO2 與H2O反應(yīng) 3NO2+H2O===2HNO3+NO 與人體、環(huán)境的關(guān)系 ①與血紅蛋白結(jié)合,使人中毒②轉(zhuǎn)化成NO2形成酸雨、光化學(xué)煙霧 形成酸雨、光化學(xué)煙霧 三、氨氣 1.物理性質(zhì) 顏色:無色,氣味:刺激性氣味,密度:比空氣小,溶解性:常溫常壓下,1體積水中溶解700體積氨。 2.化學(xué)性質(zhì) (1)與水反應(yīng) 氨水顯堿性,反應(yīng)原理為:NH3+H2ONH3H2ONH+OH-。 (2)與酸反應(yīng) 與濃鹽酸的反應(yīng)為:NH3+HCl===NH4Cl。 現(xiàn)象為:產(chǎn)生大量白煙。 (3)與鹽反應(yīng) 向AlCl3溶液中滴加氨水,反應(yīng)的離子方程式為: Al3++3NH3H2O===Al(OH)3↓+3NH。 (4)與氧氣反應(yīng)化學(xué)方程式為:4NH3+5O24NO+6H2O。 3.制法 (1)實(shí)驗(yàn)室制法 NH4Cl和Ca(OH)2共熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為: Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O。 (2)工業(yè)制法N2+3H22NH3。 四、銨鹽 1.物理性質(zhì) 銨鹽是由銨離子和酸根離子構(gòu)成的化合物,都是白色或無色晶體,都易溶于水。 2.化學(xué)性質(zhì) (1)受熱分解 NH4Cl、NH4HCO3受熱分解的化學(xué)方程式分別為: NH4ClNH3↑+HCl↑;NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O。 (2)與強(qiáng)堿反應(yīng): NH4NO3與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為:NH4NO3+NaOHNH3↑+NaNO3+H2O。 五、硝酸 1.物理性質(zhì) 顏色:無色,揮發(fā)性:易揮發(fā),氣味:刺激性氣味,溶解性:和水以任意比互溶。 2.化學(xué)性質(zhì) (1)酸的通性,但與活潑金屬反應(yīng)時(shí)不生成H2。 (2)不穩(wěn)定性 化學(xué)方程式為:4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O。 久置的濃硝酸呈黃色,原因是:硝酸分解生成的NO2溶于HNO3,實(shí)驗(yàn)室保存濃HNO3時(shí),應(yīng)注意:放在低溫陰涼處。 (3)強(qiáng)氧化性 ①能與Pt、Au以外的所有金屬反應(yīng),如Cu與濃、稀HNO3均可反應(yīng),化學(xué)方程式分別為:Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,3Cu+8HNO3===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。 有些金屬(如Fe、Al等)在冷的濃HNO3中發(fā)生鈍化。 ②與不活潑的木炭反應(yīng)的化學(xué)方程式為:C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O。 ③與某些還原性化合物(如FeO等)反應(yīng)的化學(xué)方程式為:3FeO+10HNO3===3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O。 ④濃硝酸與濃鹽酸按1:3混合配制成王水,它的氧化性比硝酸更強(qiáng),能溶解金、鉑等金屬。 【例1】 室溫時(shí),在容積為a mL的試管中充滿NO2氣體,然后倒置在水中到管內(nèi)水面不再上升時(shí)為止;再通入b mL O2,則管內(nèi)液面又繼續(xù)上升,測(cè)得試管內(nèi)最后剩余氣體為c mL,且該氣體不能支持燃燒,則a、b的關(guān)系是( ) A.a(chǎn)=4b+3c B.a(chǎn)=4b+c C.a(chǎn):b=4:1 D.a(chǎn):b=4:3 [解析] 根據(jù)反應(yīng)3NO2+H2O===2HNO3+NO,a mL NO2產(chǎn)生 mL NO;通入b mL O2后發(fā)生反應(yīng)4NO+3O2+2H2O===4HNO3,因?yàn)閏 mL氣體不能支持燃燒,所以c mL氣體為NO,則(-c) :b=4:3,解得a=4b+3c。 [答案] A 變式1 在容積為672 mL的燒瓶里充滿NO和NO2的混合氣體,將其倒立在水槽里,去塞后再通入280 mL氧氣,反應(yīng)恰好完成,且水充滿燒瓶(氣體體積都已折合為標(biāo)準(zhǔn)狀況,并假定燒瓶中的溶液不擴(kuò)散)。下列有關(guān)敘述中正確的是( ) A.總反應(yīng)為NO+NO2+O2+H2O===2HNO3 B.總反應(yīng)為4NO+8NO2+5O2+6H2O===12HNO3 C.生成HNO3的濃度接近0.3 molL-1 D.生成HNO3的濃度約為0.45 molL-1 解析:要熟練掌握NO2和O2以及NO和O2與H2O充分反應(yīng)時(shí)的兩個(gè)總反應(yīng)式,并加以靈活應(yīng)用。 (1)設(shè)參加反應(yīng)的NO2的體積為x,NO的體積為y。 4NO2+O2+2H2O===4HNO3 x 4NO+3O2+2H2O===4HNO3 y , 。 故參加反應(yīng)的NO2與NO物質(zhì)的量之比為2:1,則總反應(yīng)為 4NO+8NO2+5O2+6H2O===12HNO3, 據(jù)氮元素質(zhì)量守恒可得生成的HNO3為0.03 mol c(HNO3)==0.045 molL-1。 (2)用電子守恒法列出方程直接求解。 答案:B 【例2】 實(shí)驗(yàn)室模擬合成氨和氨催化氧化的流程如下: 已知實(shí)驗(yàn)室可用飽和亞硝酸鈉(NaNO2)溶液與飽和氯化銨溶液經(jīng)加熱后反應(yīng)制取氮?dú)狻? (1)從上圖中選擇制取氣體的合適裝置: 氮?dú)鈅_______、氫氣________。 (2)氮?dú)夂蜌錃馔ㄟ^甲裝置,甲裝置的作用除了將氣體混合外,還有________、________。 (3)氨合成器出來經(jīng)冷卻的氣體連續(xù)通入乙裝置的水中吸收氨,________(“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)生倒吸,原因是:________________________________________________________________。 (4)用乙裝置吸收一段時(shí)間氨后,再通入空氣,同時(shí)將經(jīng)加熱的鉑絲插入乙裝置的錐形瓶內(nèi),能使鉑絲保持紅熱的原因是:______________________,錐形瓶中還可觀察到的現(xiàn)象是:_________________________________________________________________________________________。 (5)寫出乙裝置中氨氧化的化學(xué)方程式:__________________________________________。 (6)反應(yīng)結(jié)束后錐形瓶內(nèi)的溶液中含有H+、OH-、________、________離子。 [解析] (1)實(shí)驗(yàn)室中用飽和NaNO2溶液和飽和NH4Cl溶液混合加熱的方法制取氮?dú)?,可以選用鐵架臺(tái)、酒精燈、蒸餾燒瓶、分液漏斗配套,裝置用a,而H2的制取利用的是簡(jiǎn)易啟普發(fā)生器裝置b。 (2)甲裝置中濃硫酸能吸收H2O,同時(shí)控制氣體流速。 (3)倒吸是對(duì)于一些極易溶于水(或其他溶劑)的氣體,如NH3、HCl等,由于氣體在水中大量溶解,導(dǎo)致出氣管中壓強(qiáng)減小,而發(fā)生倒吸現(xiàn)象,氨合成器出來的氣體中混有N2、H2等難溶于水的氣體,因此不能形成壓強(qiáng)差,不發(fā)生倒吸。 (4)(5)由于4NH3+5O24NO+6H2O是放熱反應(yīng),故鉑絲保持紅熱,NO被空氣中O2氧化而生成紅棕色NO2氣體。 (6)由于反應(yīng)過程中發(fā)生了如下反應(yīng):4NH3+5O24NO+6H2O;2NO+O2===2NO2;3NO2+H2O===2HNO3+NO;NH3+HNO3===NH4NO3,因此溶液中含有NO、NH、H+、OH-等。 [答案] (1)a b(2)干燥氣體 控制氫氣和氮?dú)獾牧魉?3)不會(huì) 因?yàn)榛旌蠚怏w中含有大量難溶于水的N2、H2(4)氨的氧化反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng) 有紅棕色氣體產(chǎn)生(5)4NH3+5O24NO+6H2O (6)NH NO 變式2 (xx福建省莆田市質(zhì)檢)實(shí)驗(yàn)室可采用多種方法制取氨氣。 (1)請(qǐng)從下圖中選擇最恰當(dāng)?shù)臍怏w發(fā)生裝置,將相應(yīng)字母標(biāo)號(hào)填入下表: 方法 Ⅰ Ⅱ …… 試劑 僅用濃氨水 濃氨水、氫氧化鈉固體 …… 裝置 …… (2)如何檢驗(yàn)生成的氣體是氨氣?________。 解析:(1)實(shí)驗(yàn)室制取氨氣,可以采取加熱濃氨水的方法,裝置選擇C;也可以選用氫氧化鈉固體和濃氨水,將濃氨水滴入NaOH固體中,NaOH固體溶解放熱,氨氣受熱揮發(fā),裝置選擇B。(2)檢驗(yàn)氨氣,可以利用氨氣能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的性質(zhì)檢驗(yàn)。 答案:(1)C B (2)把濕潤的紅色石蕊試紙靠近導(dǎo)管口,試紙變藍(lán) 【例3】 某高三研究性學(xué)習(xí)小組為了測(cè)定某銅銀合金的成分,將30. 0 g該合金溶于80 mL 13.5 mol/L的濃HNO3中,待合金完全溶解后,收集到氣體6.72 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),并測(cè)得溶液的c(H+)=1 mol/L。假設(shè)反應(yīng)后溶液的體積仍為80 mL,試計(jì)算: (1)被還原的硝酸的物質(zhì)的量; (2)合金中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 [解析] (1)硝酸被還原后的產(chǎn)物是NO或NO2,因?yàn)? mol HNO3被還原得到1 mol NO或NO2,因此產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量即是被還原的HNO3的物質(zhì)的量。故被還原的硝酸的物質(zhì)的量n(HNO3)==0.3 mol。 (2)因?yàn)榉磻?yīng)后c(H+)=1 mol/L,說明硝酸過量。參加反應(yīng)的硝酸為:13.5 mol/L0.080 L-1 mol/L0.080 L=1 mol。 設(shè)合金中Ag的物質(zhì)的量為x,Cu的物質(zhì)的量為y, 根據(jù)質(zhì)量為30.0 g,可建立方程式: 108 g/molx+64 g/moly=30.0 g,① 1 mol參加反應(yīng)的HNO3中有0.3 mol被還原,有0.7 mol起酸的作用生成硝酸鹽,據(jù)此有:x+2y=0.7 mol,② 聯(lián)立①、②式,解得:x=0.1 mol,y=0.3 mol, 故w(Ag)=100%=36.0%。 [答案] (1)0.3 mol (2)36.0% 變式3 將32.64 g銅與140 mL一定濃度的硝酸反應(yīng),銅完全溶解產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2 L。請(qǐng)回答: (1)NO的體積為________L,NO2的體積為________L。 (2)待產(chǎn)生的氣體全部釋放后,向溶液中加入V mL a mol/L的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部轉(zhuǎn)化成沉淀,則原硝酸溶液的濃度為________mol/L。 (3)欲使銅與硝酸反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為NaNO3,至少需要30%的雙氧水________g。 解析:(1)據(jù)電子得失守恒得: 2n(Cu)=3n(NO)+1n(NO2), 2=3+ 解得V(NO)=5.8 L, 所以V(NO2)=11.2 L-5.8 L=5.4 L。 (2)原HNO3中的NO一部分變成氣體(0.5 mol),另一部分變?yōu)镹aNO3(Va10-3 mol),所以 n(HNO3)=(Va10-3+0.5)mol, c(HNO3)= mol/L。 (3)由電子得失守恒得:2n(Cu)=2n(H2O2) 2=n(H2O2)2 n(H2O2)=0.51 mol, 則m(H2O2)=17.34 g, 需30%的雙氧水:17.34 g30%=57.8 g。 答案:(1)5.8 5.4 (2)(aV10-3+0.5)/0.14 (3)57.8 點(diǎn)評(píng):物質(zhì)守恒定律體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科思想,守恒法解銅與硝酸反應(yīng)的計(jì)算題反映了化學(xué)學(xué)科思想在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用,因此此類題目是高考命題的重要形式。在解題時(shí),可以衍生出“原子守恒(物料守恒)”“電子守恒”“電荷守恒”等具體方法。 【目標(biāo)檢測(cè)】 1.下列敘述不正確的是( ) A.NH3易液化,液氨常用作制冷劑 B.與金屬反應(yīng)時(shí),稀HNO3中的氮元素雖然可被還原為更低價(jià)態(tài),但稀HNO3氧化性弱于濃HNO3 C.銨鹽受熱易分解,因此貯存銨態(tài)氮肥時(shí)要密封保存,并放在陰涼通風(fēng)處 D.硝酸電離出的H+離子,能被Zn、Fe等金屬還原成H2 2.如圖是課外活動(dòng)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的4個(gè)噴泉實(shí)驗(yàn)方案。下列有關(guān)操作不可能引發(fā)噴泉現(xiàn)象的是( ) A.?dāng)D壓裝置①的膠頭滴管使CCl4全部進(jìn)入燒瓶,片刻后打開止水夾 B.?dāng)D壓裝置②的膠頭滴管使NaOH溶液全部進(jìn)入燒瓶,片刻后打開止水夾 C.用鼓氣裝置從裝置③的a處不斷鼓入空氣并打開止水夾 D.向裝置④的水槽中慢慢加入足量濃硫酸并打開止水夾 3.同溫同壓下,在3支相同體積的試管中分別充有等體積混合的2種氣體,它們是①NO和NO2,②NO2和O2,③NH3和N2。現(xiàn)將3支試管均倒置于水槽中,充分反應(yīng)后,試管中剩余氣體的體積分別為V1、V2、V3,則下列關(guān)系正確的是( ) A.V1>V2>V3 B.V1>V3>V2 C.V2>V3>V1 D.V3>V1>V2 4.將相同質(zhì)量的銅分別和過量濃硝酸、稀硝酸反應(yīng),下列敘述正確的是( ) A.反應(yīng)速率:兩者相同 B.消耗硝酸的物質(zhì)的量:前者多,后者少 C.反應(yīng)生成氣體的顏色:前者淺,后者深 D.反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù):前者多,后者少 5.實(shí)驗(yàn)室常用的幾種氣體發(fā)生裝置如圖A、B、C所示: (1)實(shí)驗(yàn)室可以用B或C裝置制取氨氣,如果用C裝置,通常使用的藥品是________。檢查C裝置氣密性是否良好的操作方法是____________________________________。 (2)氣體的性質(zhì)是選擇氣體收集方法的主要依據(jù)。下列性質(zhì)與收集方法無關(guān)的是________(填序號(hào),下同)。 ①密度?、陬伾、廴芙庑浴、軣岱€(wěn)定性?、菖c氧氣反應(yīng) 下圖是某學(xué)生設(shè)計(jì)的收集氣體的幾種裝置,其中不可行的是________。 (3)若用A裝置與D裝置相連制取并收集X氣體,則X可以是下列氣體中的________。 ①CO2?、贜O ③Cl2?、蹾2 其中在D裝置中連接小燒杯的目的是__________。 6.在濃硝酸中放入銅片: (1)開始反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________________________。 (2)若銅有剩余,則反應(yīng)將要結(jié)束時(shí)的反應(yīng)化學(xué)方程式是________________________________。 (3)待反應(yīng)停止后,再加入少量25%的稀硫酸,這時(shí)銅片上又有氣泡產(chǎn)生,其原因和離子方程式是_________________________________________________________________________。 (4)若將12.8 g銅跟一定量的濃硝酸反應(yīng),銅消耗完時(shí),共產(chǎn)生氣體5.6 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則所消耗的硝酸的物質(zhì)的量是________,所得氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為________。 【配餐作業(yè)】 A組:名師一號(hào):1、2、3、4、8 B組:名師一號(hào):5、7、9、10、12、13、14 C組:名師一號(hào):15- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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