2019-2020年高三化学专题 第十七讲 氮族元素教案 新人教版.doc

2019-2020年高三化学专题 第十七讲 氮族元素教案 新人教版1.氮与磷【考纲要求】氮气的结构和性质。2. 氮的氧化物及NO、NO2和O2的混合物的有关计算。3. 考查NO、NO2的实验室制法以及有关气体的净化、干燥等知识。4. 掌握同素异形体的概念。5了解P2O5 、 H3PO4的性质用途。2.氨 铵盐【考纲要求】NH3 、NH4+的结构和性质NH3实验室制备以及NH4+的检验3.硝酸【考纲要求】1.掌握硝酸的性质2.掌握硝酸的工业制法 氮族元素基础知识氮气1N2的电子式 ，结构式 ，由此可以得出 N2分子的结构很 ,N2化学性质 _ _ 2. N2的化学性质N2 + H2 N2 + O2 N2+Mg Mg3N2+H2O 3.NO的性质无色有毒、不溶与水的气体,能与血红蛋白作用。NO + O2 NO + NO2 + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O (除硝酸厂的尾气)不与碱作用生成盐,为不成盐氧化物。4.NO2的性质_色有毒、有_气味的气体。(2) 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO2 = N2O4 (在解化学题中有很重要的应用) 5.有关NO、NO2、O2等与水的作用计算(无气体剩余的比例),并书写化学反应方程式：4NO2 O2 4NO 3O2 6.磷(1)了解白磷分子结构,并与NH4+、CH4的空间结构、键角做对比。(1)白磷是一种 色 状固体,有剧毒, 溶于水, 溶于CS2, 着火点为 。 白磷通常保存 里。红磷是 粉末状固体, 毒, - 溶于水, 溶与CS2,着火点为 。两者互为 。(2) P + O 2 P + Cl2(足量) (3) P2O5是 、 的酸酐,有极强的 性,是一种酸性干燥剂。P2O5不能干燥 等 性气体。二、NH31.NH3的物理性质纯净的氨气是 的气体，极易溶于水。氨很容易 ,液氨气化是要吸收热量，液氨常用作制冷剂。2. NH3的化学性质(1) 氨和水反应的方程式 。通常把 当作溶质,氨水的密度比水 ,而且密度随浓度的增大而 。(2) NH3和O2在催化剂存在下发生的化学反应为： ,此反应中的氧化剂是 、氧化产物是 ,电子转移的数目是 。3. NH3的实验室制法: (1)反应原理: 铵盐+碱 NH3 (NH3是惟一能使红色石蕊试纸变蓝的气体,常用此性质检验NH3, 还可以用_检验) 方程式：_(2)浓氨水滴入碱石灰(或固体NaOH 、生石灰)混合制 NH3 4.工业制法: _ 5.与浓氨水接近,能产生白烟现象的物质(1)挥发性的酸,如浓HCl HBr HI H2S等。(2)Cl2: 8NH3+3Cl2 =6NH4Cl+N2三、铵盐(NH4+) 1. 铵盐常温下_ 溶于水,均为 化合物。 2. 铵盐受热都发生分解,不同物质、不同温度、分解产物有所不同。3.所有的铵盐和碱反应加热都生成NH3 。4. NH4+ 鉴别的常用试剂: 有关的离子方程式 。硝酸的物理性质纯硝酸是 、 气味的液体,能跟水 互溶硝酸的化学特性(完成化学方程式)1.不稳定性 : HNO3 。2.强氧化性(与金属反应不放出H2)浓硝酸使Fe、Al钝化。Fe + HNO3(过量、浓) 。 Ag+ HNO3(稀) 。C + HNO3(稀) 。S + HNO3(浓) 。H2S + HNO3(稀) 。 Na2SO3+ HNO3(稀) ) 。在中性、碱性溶液中NO3-几乎与所有离子能大量共存,但在酸性较强时NO3-与某些还原性的离子不能大量共存。硝酸的工业制法1. NH3+O2 2.NO+O2 3. NO2 + H2O 注意: 氨氧化生成的NO由于反复氧化,所以原料氨气与产物硝酸的计算关系式理论应为NH3 : HNO3 = 1 : 1参考答案氮气1N2的电子式 ，结构式 N N ,由此可以得出 N2分子的结构很 稳定 ,N2化学性质不活泼_ 2. N2的化学性质N2 + 3H2 2NH3 N2 + O2 2NO N2+3Mg Mg3N2 Mg3N2+ 6H2O= 3Mg（OH）2 +2NH3 3.NO的性质无色有毒、不溶与水的气体,能与血红蛋白作用。 NO + O2 NO2NO + NO2 + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O (除硝酸厂的尾气)不与碱作用生成盐,为不成盐氧化物。4.NO2的性质_红棕_色有毒、有 刺激性 气味的气体。(2) 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO2 = N2O4 (在解化学题中有很重要的应用) 5.有关NO、NO2、O2等与水的作用计算(无气体剩余的比例),并书写化学反应方程式：4NO2 O2 4NO 3O2 6.磷(1)了解白磷分子结构,并与NH4+、CH4的空间结构、键角做对比。(1)白磷是一种 白 色 蜡 状固体,有剧毒, 不 溶于水, 易 溶于CS2, 着火点为 40 。 白磷通常保存 水 里。红磷是 红色 粉末状固体, 无 毒, 不 溶于水, 不 溶与CS2,着火点为 240 。两者互为 C元素的同素异形体 。(2) 4P + 5O 2 2P2O5 2P + 5Cl2(足量) 2PCl5 (3) P2O5是 H3PO4 、HPO3 的酸酐,有极强的 吸水 性,是一种酸性干燥剂。P2O5不能干燥 NH3等 碱 性气体。二、NH31.NH3的物理性质纯净的氨气是 有刺激性 的气体，极易溶于水。氨很容易 液化 ,液氨气化是要吸收热量，液氨常用作制冷剂。2. NH3的化学性质(1) 氨和水反应的方程式 。通常把 当作溶质,氨水的密度比水 小 ,而且密度随浓度的增大而 减小 。(2) NH3和O2在催化剂存在下发生的化学反应为：4NH3+5O2=4NO+6H2O,此反应中的氧化剂是 O2 、氧化产物是 NO ,电子转移的数目是20 。3. NH3的实验室制法: (1)反应原理: 铵盐+碱 NH3 (NH3是惟一能使红色石蕊试纸变蓝的气体,常用此性质检验NH3, 还可以用_玻璃棒蘸取浓盐酸检验) 方程式：NH3 +HCl=NH4Cl_(2)浓氨水滴入碱石灰(或固体NaOH 、生石灰)混合制 NH3 4.工业制法: N2 + 3H2 2NH35.与浓氨水接近,能产生白烟现象的物质(1)挥发性的酸,如浓HCl HBr HI H2S等。(2)Cl2: 8NH3+3Cl2 =6NH4Cl+N2三、铵盐(NH4+) 1. 铵盐常温下_都易 溶于水,均为 离子 化合物。 2. 铵盐受热都发生分解,不同物质、不同温度、分解产物有所不同。3.所有的铵盐和碱反应加热都生成NH3 。4. NH4+ 鉴别的常用试剂: 氢氧化钠溶液 有关的离子方程式NH4+ + OH- =NH3 + H2O 。硝酸的物理性质纯硝酸是 无色 、 有刺激性气味的液体,能跟水 任意比 互溶。硝酸的化学特性(完成化学方程式)1.不稳定性 : 4HNO3 =4NO2 +O2+2H2O 。2.强氧化性(与金属反应不放出H2)浓硝酸使Fe、Al钝化。Fe + 6HNO3(过量、浓) =Fe(NO3)3 +3NO2 +3H2O 。 3Ag + 4HNO3(稀)=3AgNO3 + NO+ 2H2O 。C+4HNO3(浓) =CO2 +4NO2 +2H2O 。S+6HNO3(浓) =H2SO4 +6NO2+2H2O。3H2S+2HNO3(稀)=3S+2NO+ 4H2O 。 3Na2SO3+2HNO3(稀) =3Na2SO4 + 2NO + H2O 。在中性、碱性溶液中NO3-几乎与所有离子能大量共存,但在酸性较强时NO3-与某些还原性的离子不能大量共存。硝酸的工业制法1. 4NH3+5O2=4NO+6H2O 2.2NO+O2=2NO2 3. 3NO2 + H2O= 2HNO3 +NO 注意: 氨氧化生成的NO由于反复氧化,所以原料氨气与产物硝酸的计算关系式理论应为NH3 : HNO3 = 1 : 1 巩固练习一、选择题 1用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡有发生。下列不易区别其真伪的方法是（ ）A测定密度 B放入硝酸中 C放入盐酸中 D观察外观2下列物质存放方法正确的是（ ）A药品柜的同一层不可存放浓硝酸和浓氨水B少量的钠保存在无水乙醇中C少量白磷保存在二硫化碳中D硅酸钠溶液保存在玻璃塞的试剂瓶中3Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能，近年来此领域研究有很大发展，因此这三位教授荣获1998年诺贝尔医学及生理学奖。关于NO的下列叙述不正确的是（ ）ANO可以是某些含低价N物质的氧化产物BNO不是亚硝酸酸酐CNO可以是某些高价N物质的还原的产物DNO是红棕色气体4废切削液中含2%5%的，直接排放会污染环境，下列试剂中能使其转化为不引起二次污染的的是（ ）A B C D浓5下列反应式表示氨既有还原性又有碱性的是（ ）A BCD二、选择题 6一氯氨（）中氨基离子带负电荷，预计它跟水反应的最初生成物是（ ）A和HCl B和HClC和HC1O D和7图9-1装置可用于（ ）A加热制B用Cu与稀反应制NOC用和浓NaOH溶液反应制D用NaCl与浓反应制HC18关于磷的下列叙述中，正确的是（ ）A红磷没有毒性而白磷有剧毒B白磷在空气中加热到260可转变为红磷C白磷可用于制造安全火柴D少量白磷应保存在水中9将1.92g铜粉与一定量浓硝酸反应，当铜粉完全作用时收集到气体1.12L（标准状况），则所消耗的硝酸的物质的量是（ ）A0.12mol B0.11mol C0.09mol D0.08mol10对下列事实的解释错误的是（ ）A在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象，说明浓硫酸具有脱水性B浓硝酸在光照下颜色变黄，说明浓硝酸不稳定C常温下，浓硝酸可以用铝罐来贮存，说明铝与浓硝酸不反应D反应能进行，说明硫化铜既不溶于水，也不溶于稀硫酸11氢化铵（）结构相似，和水反应有生成，下列叙述不正确的是（ ）A溶于水时，是氧化剂B溶于水后所形成的溶液显酸性C的电子式为：D固体溶于水有两种气体生成12将铜粉放入稀硫酸中，加热无明显反应发生。但加入某盐后，发现铜粉质量逐渐减少，该盐可能是（ ）A B C D13下列对硝酸的认识不正确的是（ ）A打开浓硝酸的瓶盖会产生棕色的烟 B锌跟稀硝酸的反应是置换反应C常用硝酸来制炸药、硫酸和化肥 D稀硝酸也是一种强氧化性酸140.03molCu投入到一定量的浓中，Cu完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到标准状况下672mL气体，将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的，恰好使气体完全溶于水，则通入的体积为（ ）A504mL B336mL C224mL D168mL15化学工业生产尿素的化学反应是（ ），已知下列物质在一定条件下均能与水反应产生和，是合成氨的原料，供合成尿素用，若从原料被充分利用的角度考虑，最好选用的原料是（ ）A焦炭 B一氧化碳C甲烷 D石脑油（，） 三、 16 制取氨气并完成喷泉实验。（1）写出实验室制取氨气的化学方程式：_。（2）收集氨气应使用_法，要得到干燥的氨气可选用_做干燥剂。（3）用图9-2（）装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是_。该实验的原理是_。（4）如果只提供如图9-2（）的装置，请说明引发喷泉的方法。_。17 实验室用稀硝酸与Cu反应来制备NO气体，如果采用图9-3（）装置，由于烧瓶内的空气不易排出，生成的NO很快被氧化成红棕色的，不易观察到有无色的NO生成。即使可用排水法收集到无色的NO，也无说服力，学生会认为NO是由与反应生成的。有人设计了图9-3（）装置，用来做该实验可以达到满意的效果。（1）将有关操作补充完全：将活塞打开，从U形管的长管口注入稀硝酸，一直注到_为止。关闭活塞，用酒精灯在_加热，当_时，立即撤去酒精灯。（2）回答下列问题：写出铜与稀硝酸反应的离子方程式_；反应在什么情况下可以自动停止？可以在何处观察到无色的NO气体？_；如果再将活塞慢慢打开，可立即观察到哪些明显现象？_；如果需要再获得NO与已生成的形成鲜明对照的实验效果，应_（填操作）。四、 18烟幕弹是一种在战争中常用的掩护武器，制造烟幕弹需要用到一些化学物质。（1）用红磷作烟幕弹时，所对应反应的化学方程式为_；（2）有些烟幕弹产生烟幕的原理应用了水解反应。水解反应是一种广泛存在的反应，如、易水解，的水解反应为。现代海战中，常常通过喷放和液氨产生大量烟幕，所涉及反应的化学方程式为_。19分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸、稀硝酸反应，所得到的溶液前者成绿色，后者呈蓝色，某同学提出这可能是浓度差异引起的，你同意这种看法吗？_（填“同意”或“不同意”），原因是_；另一同学提出溶液呈“绿色”是与混合的结果，请你设计一个实验证明之（简述实验方案和实现现象）_。20某生态系统中氮循环简图如图9-4所示（1）哪一类生物能将蛋白质转化为氨？A分解者B藻类C化能合成类生物（2）该生态系统的豆科植物不施氮肥，仍能表现出良好的长势，其原因是_。（3）写出工业固氮的化学反应方程式_。（4）雷雨中常会有微量的硝酸生成为农作物所利用，用化学方程式解释的形成过程：_。（5）硝化细菌能将氧化为亚硝酸和硝酸，写出有关的化学反应方程式：_。五、 21如图9-5所示，已知甲、乙 、丙、丁均为前三周期元素的单质。在一定条件下甲与丙和甲与丁都按物质的量之比1：3反应，分别生成X和Y，在产物中元素甲呈负价。在一定条件下乙与丙和乙与丁都按物质的量之比1：2反应，分别生成Z和W，在产物中元素乙呈负价。请填空：（1）甲是_，乙是_。（2）甲与丙反应生成X的化学方程式是_。（3）乙与丁反应生成W的化学方程式是_。22氨可以形成多种离子，如、等，已知与是由中性分子结合质子形成的，有类似于的性质。（1）1个离子含有_个电子，的电子式为_。（2）形成离子的中性分子的结构式是_。（3）写出离子在强碱溶液中反应的离子方程式_。六、23已知氮的氧化物跟NaOH溶液发生的反应如下：S现有m mol的和n molNO组成的混合气体，要用NaOH溶液使其完全吸收无气体剩余，现有浓度为的NaOH溶液，求需此NaOH溶液的体积是多少？24将23.9g表面已锈蚀成铜绿的铜片投入120mL一定浓度的硝酸中，充分反应后，硝酸被还原成和NO，反应后溶液中为0.160mol。往反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液，滤出沉淀，洗涤、干燥后得到29.4g蓝色固体。求：（1）铜片中单质铜的质量分数；（2）铜片与硝酸充分反应后，溶液中的物质的量浓度（假设反应前溶液的体积不变）。参考答案1D 铜锌合金也称黄铜，其外观与黄金相似，但其密度比黄金小，因其含有锌单质，放入硝酸、盐酸中都能反应，而黄金不与硝酸、盐酸反应。2A 浓硝酸和浓氨水均有挥发性，二者生成的有爆炸性。3D 在NO分子中，N元素呈+2价，它既可以是含低价N物质被氧化的产物，又可以是含高价N物质被还原的产物。两个分子的亚硝酸失水得而不是NO，故可认为是亚硝酐。NO是无色气体，才是红棕色气体。4B 与发生归中反应生成。5C 生成表现还原性，生成表现酸性。6C 由题给信息，结合、结合。7B 4个选项中，选项A不对，因为热分解产生的水会在试管口凝结，从而沿管壁落入热的试管底造成试管炸裂。和HCl气体都易溶于水，不能用排水法收集。8AD 白磷有毒，红磷无毒，白磷着火点很低，在空气中加热极易燃烧，被氧化。9B 消耗的硝酸的物质的量=。10C Fe、Al块被氧化膜覆盖，并不是铝与浓硝酸不反应。浓硝酸易分解，产生的溶解其中溶液呈黄色。11AB 因的结构与相似，故选项C是正确的。再由与水反应的方程式：可知：反应后溶液应呈碱性，并有放出，同时又会放出部分，在该反应中中的失电子，所以为还原剂。12AC 加入时，；铜粉溶解，加入时溶液中有使Cu溶解。13AB 浓易挥发打开瓶盖有白雾；稀与Zn发生氧化还原反应。14B 依终态法，发生的总反应为 得：，15D 依，则与的体积比1：3时为最佳。分别写出四种物质与水反应的化学方程式，比较石脑油为最佳，如 16（1）（2）向下排空气；碱石灰（3）打开止水夹，挤出胶头滴管中的水；氨气极易溶于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小（4）打开夹子，用手（或热手巾等）将烧瓶捂热，空气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉17（1）液面接触分液漏斗活塞下沿 U型管的短管一侧（或者答“U型管的左管”）；铜丝圈有气泡产生（2） 铜丝圈与稀脱离后立即停止，U型管短管内（铜丝圈周围）可以观察到无色的NO气体 U型管的长管中的稀又回落到短管内，分液漏斗中有红棕色出现 关闭分液漏斗活塞并适当加热。18（1） （2）19不同意；铜片质量相同，溶液体积相同，生成的浓度相同；加热绿色溶液，有红棕色气体产生，溶液变成蓝色20（1）A （2）根瘤菌将游离的氮转化为化合态的氮，满足豆科植物的营养需要（3）（4），（5），21（1）； （2） （3）或 （3）22（1）22； （2） （3）23因氮的氧化物与NaOH反应生成和，由N原子守恒可知，其物质的量为则24分析：设铜片中含铜为xmol，含为ymol，有（1）（2）