2019-2020年高中化学 第八章《氮族元素》教案（一） 人教版.doc

2019-2020年高中化学 第八章氮族元素教案（一） 人教版【教学内容】 氮族元素、氮气、磷【知识讲解】一、氮族元素的结构特点1、氮族元素包括N、P、As、Sb、Bi五种元素，在周期表中位于第VA族。它们的最外层电子数均为5个，它们的原子半径随着核电荷数的增大而逐渐增大。它们在原子结构上的异同处决定了性质的相似性和递变性。单质的物理性质递变规律有 从氮到铋、单质的密度逐渐增大；固态氮和红磷、白磷均属分子晶体，熔沸点逐渐升高；锑和铋的金属性已较显著，熔、沸点的递变规律与碱金属单质相仿，逐渐降低。砷较特殊，灰砷已呈现一定金属性，但常压下，它在613C0时能升华，加压下测得的熔点是氮族元素的单质中最高的。氮族元素的相似性和递变性 相似性 递变性1、 最外层上均为5个电子，均能获得3个电子而达到稳定结构。2、 在最高价氧化物中化合价都是+5价，化学式为R2O53、在气态氢化物中，都显3价化学式为RH34、最高价氧化物的水化物的化学式为 H3RO4或HRO31、 氮、磷、砷、锑、铋的单质从非金属过渡到金属。2、 氮、磷与氧气反应的条件不同N2+O2 放电 2NO（难化合）4P+5O2 点燃 2P2O5（易化合）P4+5O2 点燃 2P2O5所以还原性NP4、 气态氢化物的稳定性 NH3、PH3、ASH3、SbH3 稳定性逐渐减弱5、 最高价氧化物的水化物的酸性 HNO3、H3PO4、H3ASO4、H3SbO4 酸性逐渐减弱 说明 氮族元素原子的价电子数是5，但主要为+3、+5价。氮族元素最高价氧化物的水化物的通式为H3RO4，但硝酸为HNO3比通式少一个水分子。原因是氮原子半径小。针对性训练 例1 砷为第四周期VA族元素，根据在周期表中的位置推测，砷不可能具有的性质是 A、砷在通常状况下为固体 B、可以有3，+5等多种化合价 C、AS2O5对应水化物的酸性比H3PO4弱 D、砷的还原性比磷强 解析 砷在周期表中与N、P处在同一主族，此族元素性质递变是单质状态由气态到固态，磷为固体，砷必为固体。本族元素非金属均有3、+3、+5等多种化合价，且最高氧化物水化物酸性 HNO3H3PO4H3ASO4. 答案 D 例2 酸性氧化物和碱性氧化物相互作用可生成含氧酸盐，而硫代硫酸盐也可由非金属硫化物与金属硫化物作用制得。如3Na2S+AS2S3=2Na3ASS3（硫代亚砷酸钠），试写出下列反应的化学方程式 Na2S和AS2S5反应_. CaS和AS2S3反应_.解析 从熟知的物质性质类推出不熟悉的物质所具有的性质，解本题关键是将氧化物的性质类推到硫化物性质的确定上。答案 3Na2S+As2O5=2Na3ASO4 3CaS+AsS=Ca3(ASS3)2例3 在某温度下，一定量的元素A的氢化物AH3，在一定体积的密闭容器中可完全分解成两种气态单质，此时压强增加了75%,则A单质的一个分子有_个A原子,AH3分解反应的化学方程式是_.解析: 设每个分子中含有X个A原子 XAH3=AX+ V X 1 1+X 1 75% X=4答案 A4 4AH3=A4+6H22、氮气（1）氮气的物理性质无色、无臭、难溶于水，在空气中体积分数78%，质量分数75%。（2）氮气的分子结构电子式为:N N:,结构式为N=N,因为键能很大,所以氮气的化学性质很不活泼.（3）氮气的化学性质只有在高温下，氮气才与氢气、氧气和活泼金属反应 N2+3H2 高温、高压 2NH3 催化剂N2+O2 放电 2NO 2NO+O2=2NO2N2+3Mg 点燃 Mg3N2（镁在空气中生成微量Mg3N2，镁跟氮气反应比镁跟氧气反应要难得多。因此mg Mg在空气中完全燃烧，所得固体的质量小于mg，氮化镁为灰绿色固体，为离子化合物，电子式为 Mg2+:N:3Ng2+:N:3Mg2+）.3、氮的氧化物N2O、NO、NO2、N2O4均无对应含氧酸，属不成盐氧化物。N2O3、N2O5分别是亚硝酸和硝酸的酸酐。2NO+O2=2NO2 2NO2 N2O4 （无色） （红棕色） （无色） 3NO2+H2O=2HNO3+NO 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 NO2是一种强氧化剂，能将I、SO2、H2S等氧化 2KI+4NO2=2KNO3+I2+2NO SO2+NO2=NO+SO3 H2S+NO2=S+NO+H2O针对性训练 例4 将盛有25mL NO、NO2混合气体的量筒倒立于水槽中，反应后气体体积缩小为15mL，则混合气体中NO和NO2的体积比是 。 解析 设NO2与XmL 3NO2+H2O=2HNO3+NO V 3 1 2 X 2515=10 X=15(mL) 则NO占:25mL15mL=10mL VNO:VNO2=10:15=2:3 答案:2:3 例5 区分某红棕色气体是溴蒸气还是NO2气体，可采用的试剂是A、蒸馏水 B、KI淀粉试纸C、AgNO3溶液 D、NaOH溶液 解析 Br2溶于水得橙色溴水，NO2溶于水得无色硝酸溶液。A对。Br2和NO2均能将KI氧化成I2而使KI-淀粉试纸变蓝，B错。Br2溶于AgNO3溶液生成浅黄色AgBr沉淀，而NO2没有，C对。Br2和NO2通入NaOH溶液里均是无色溶液。D错。答案 A，C例6 实验室用空气和下图所列药品、仪器装置制取少量氮化镁 表中装置中导管连接的正确顺序是（用装置序号a、b填写） 各个装置中导管连接的正确顺序是 a装置中发生的反应方程式是 序号abc仪器及名称序号 d e仪器及名称 b装置中浓H2SO4的作用是；c装置中饱和NaOH溶液的作用是；e装置中灼热Cu粉的作用是 实验装置最末端排出的气体成分是 。答案 d、c、b、e、a HF ED CN MB3Mg+N2 加热 Mg3N2 吸水、除CO2、除O2氮气和稀有气体。【能力训练】一、选择题 1已知下列事实 高氯酸的酸性比硫酸强盐酸是比氢硫酸更强的酸氯化氢比硫化氢稳定氯气与硫化氢混合可产生单质硫氯元素、硫元素最高正化合价分别是+7、+6，其中能说明氯的非金属性比硫强的是 A、 B、 C、 D、 2下列叙述中，正确的是 A、硝酸酸性比磷酸强 B、PH3的稳定性大于NH3 C、PH3的还原性大于NH3 D、氮气的化学性质比磷活泼 3下列叙述正确的是 A、从氮到铋随原子序数增加，单质的密度逐渐减小 B、N、P主要表现非金属性，AS以非金属性为主，但已表现出一些金属性，而Sb、Bi已表现出明显的金属性 C、氮族元素中，都有3、+3、+5价态化合物 D、氮的化合价最复杂 4下列反应起了氮的固定作用的是 A、N2和H2在一定条件下反应生成NH3 B、NO和O2反应生成NO2 C、NH3经催化氧化生成NO D、由NH3制碳铵和硫铵 5如右图，室温下，A、B两个容积相等的烧瓶中分别集满了两种气体（同温、同压）当取下K夹，使两烧瓶内气体充分接触后容器内压强由小到大的顺序正确的是编号A中气体H2SH2NH3NOB中气体SO2Cl2HClO2 A、 B、 C、 D、 6某集气瓶呈红棕色，加入足量水，盖上玻璃片，振荡，得橙色溶液，气体颜色消失，再打开玻璃片后，瓶中气体又变为红棕色。该气体可能是下列混合气体中的 A、N2、NO2、Br2 B、NO2、NO、N2 C、NO2、O2、NO D、N2、O2、Br2 7将容积为18mL 的试管盛满水，倒置于水槽里，然后慢慢依次通入6mL NO 2，6mL O2和，6mL NO最终试管里气体的体积是 A、没有气体 B、12mL C、4mL D、2mL 8使CO2通过足量Na2O2充分反应后与NO混合，已知CO2和NO的体积共为30mL，最终剩余气体15mL，则CO2和NO的体积比为（相同条件下测定，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某密闭容器中充入的NO和O2的物质的量分别是a和b，待反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为 A、a:b B、a:2b C、a:(a+b)2 D、a:(a+2b)10氮气与其它单质化合，一般需高温，有时还需要高压等条件，但金属锂在常温常压下能与氮气化合生成氮化锂，这是因为此反应可能是吸热反应此反应可能是放热反应此反应可能是氮分子不必先分解为原子此反应可能是氮分子先分解为原子 A、 B、 C、 D、二、计算11某试管中盛有NO2和NO的混合气体25mL，将其倒扣于盛水的大烧杯中，反应停止后，试管中剩余15mL气体。求 原混合气体中有NO多少毫升？ 如果向试管中的剩余气体中通入9.3mL O2,充分反应后试管中剩余气体的体积为多少? 若大烧杯中共有水500mL（包括进入试管中的水），反应前后溶液体积不变，则所得硝酸溶液的物质的量浓度是多少？（气体体积均已折算成标准状况，不考虑N2O4的存在）【能力训练答案】一、选择题 1、C 2、A C 3、B D 4、A 5、B 6、A 7、A 8、A B 9、D 10、C二、计算题 11、VNO2=(25mL15mL) VNO=25mL15ML=10mL 据反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3 15:9.34:3 NO过量 VNO=15mL9.3mL CHNO3= 答:略