第八章《氮族元素》高三化学复习教案(一)

1《氮族元素》复习教案（一）【教学内容】氮族元素、氮气【教学目标】1、能运用原子核外电子排布规律，熟练地写出氮、磷两种元素原子结构示意图。2、认识氮族元素性质的相似性和递度规律，以及引起氮族元素性质异同的原因。3、记住氮族元素的一些重要性质。4、认识氮分子结构、性质及其重要用途。5、熟悉氮在六种不同氧化物中的化合价；掌握一氧化氮和二氧化氮的重要性质。6、了解氮的固定的重要性。【知识讲解】一、氮族元素的结构特点氮族元素包括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。二、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NP3、氮、磷与H2反应的条件不同高温、高压N2+3H2催化剂2NH3而磷与H2很难直接化合成PH3所以氧化性：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：①氮族元素原子的价电子数是5，但主要为+3、+5价。②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。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：①Na2S和AS2S5反应_______________________________.②CaS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：①3Na2S+As2O5=2Na3ASO4②3CaS+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+223XH△VX1X231+X23－X175%%751211XXX=4答案:A44AH3=A4+6H22........三、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%。四、氮气的分子结构电子式为:NN:,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.五、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2NO2NO+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mgMg在空气中完全燃烧，所得固体的质量小于m×MgMgOg，氮化镁为灰绿色固体，为离子化合物，电子式为：Mg2+[:N:]3－Ng2+[:N:]3－Mg2+）六、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=2NO22NO2N2O4（无色）（红棕色）（无色）3NO2+H2O=2HNO3+NO4NO2+O2+2H2O=4HNO34NO+3O2+2H2O=4HNO3NO2是一种强氧化剂，能将I－、SO2、H2S等氧化2KI+4NO2=2KNO3+I2+2NOSO2+NO2=NO+SO3H2S+NO2=S+NO+H2O例4：将盛有25mLNO、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XmL3NO2+H2O=2HNO3+NO－△V312X25－15=101023XX=15(mL)则NO占:25mL－15mL=10mLVNO: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5：一定量的NO和一定量的O2混合充分反应后，其气体的密度是相同状况下氢气密度的20倍，求混合前NO和O2的物质的量之比。解析：设NO和O2的物质的量之比分别为X和Y10若O2过量，余O2、NO2。则22023230XYXYX，则54YX20若NO过量，余NO、NO2。则2203230XYX，则516YX答案：O2过量时，542ONOnn；NO过量时：5162ONOnn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①表中装置中导管连接的正确顺序是（用装置序号a、b……填写）②各个装置中导管连接的正确顺序是③a装置中发生的反应方程式是④序号abc仪器及名称CD浓硫酸饱和NaOHEFABMg粉3序号de仪器及名称⑤b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⑥实验装置最末端排出的气体成分是。答案：①d、c、b、e、a②H→FE→DC→NM→B③3Mg+N2加热Mg3N2④吸水、除CO2、除O2⑤氮气和稀有气体。【能力训练】一、选择题1．已知下列事实：①高氯酸的酸性比硫酸强②盐酸是比氢硫酸更强的酸③氯化氢比硫化氢稳定④氯气与硫化氢混合可产生单质硫⑤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、①②③B、②④⑤C、①③④D、②③⑤2．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NH3C、PH3的还原性大于NH3D、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NH3B、NO和O2反应生成NO2C、NH3经催化氧化生成NOD、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①②③④A中气体H2SH2NH3NOB中气体SO2Cl2HClO2A、②③④①B、③①④②C、③②①④D、④③②①6．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、Br2B、NO2、NO、N2C、NO2、O2、NOD、N2、O2、Br27．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6mLNO2，6mLO2和，6mLNO最终试管里气体的体积是A、没有气体B、12mLC、4mLD、2mL8．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1B、大于1C、小于1D、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:bB、a:2bC、a:(a+b)2D、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①此反应可能是吸热反应②此反应可能是放热反应③此反应可能是氮分子不必先分解为原子④此反应可能是氮分子先分解为原子A、①②B、②④C、②③D、①④二、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：①原混合气体中有NO多少毫升？②如果向试管中的剩余气体中通入9.3mLO2,充分反应后试管中剩余气体的体积为多少?③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）Cu粉MNH储气瓶K4【能力训练答案】一、选择题1、C2、AC3、BD4、A5、B6、A7、A8、AB9、D10、C二、计算题11、①VNO2=(25mL－15mL)mL1523VNO=25mL－15ML=10mL②据反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3∵15:9.34:3∴NO过量VNO=15mL－9.3mL×mL6.234③CHNO3=LmolLmolLL/1025.0/4.2210)6.225(33答:略