2019-2020年高三化學(xué)專題 第十八講 氮族元素教案 新人教版1.氮與磷【考綱要求】氮?dú)獾慕Y(jié)構(gòu)和性質(zhì)。2. 氮的氧化物及NO、NO2和O2的混合物的有關(guān)計(jì)算。3. 考查NO、NO2的實(shí)驗(yàn)室制法以及有關(guān)氣體的凈化、干燥等知識(shí)。4. 掌握同素異形體的概念。5了解P2O5 、 H3PO4的性質(zhì)用途。2.氨 銨鹽【考綱要求】NH3 、NH4+的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)NH3實(shí)驗(yàn)室制備以及NH4+的檢驗(yàn)3.硝酸【考綱要求】1.掌握硝酸的性質(zhì)2.掌握硝酸的工業(yè)制法 氮族元素基礎(chǔ)知識(shí)氮?dú)?N2的電子式 ，結(jié)構(gòu)式 ，由此可以得出 N2分子的結(jié)構(gòu)很 ,N2化學(xué)性質(zhì) _ _ 2. N2的化學(xué)性質(zhì)N2 + H2 N2 + O2 N2+Mg Mg3N2+H2O 3.NO的性質(zhì)無色有毒、不溶與水的氣體,能與血紅蛋白作用。NO + O2 NO + NO2 + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O (除硝酸廠的尾氣)不與堿作用生成鹽,為不成鹽氧化物。4.NO2的性質(zhì)_色有毒、有_氣味的氣體。(2) 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO2 = N2O4 (在解化學(xué)題中有很重要的應(yīng)用) 5.有關(guān)NO、NO2、O2等與水的作用計(jì)算(無氣體剩余的比例),并書寫化學(xué)反應(yīng)方程式：4NO2 O2 4NO 3O2 6.磷(1)了解白磷分子結(jié)構(gòu),并與NH4+、CH4的空間結(jié)構(gòu)、鍵角做對(duì)比。(1)白磷是一種 色 狀固體,有劇毒, 溶于水, 溶于CS2, 著火點(diǎn)為 。 白磷通常保存 里。紅磷是 粉末狀固體, 毒, - 溶于水, 溶與CS2,著火點(diǎn)為 。兩者互為 。(2) P + O 2 P + Cl2(足量) (3) P2O5是 、 的酸酐,有極強(qiáng)的 性,是一種酸性干燥劑。P2O5不能干燥 等 性氣體。二、NH31.NH3的物理性質(zhì)純凈的氨氣是 的氣體，極易溶于水。氨很容易 ,液氨氣化是要吸收熱量，液氨常用作制冷劑。2. NH3的化學(xué)性質(zhì)(1) 氨和水反應(yīng)的方程式 。通常把 當(dāng)作溶質(zhì),氨水的密度比水 ,而且密度隨濃度的增大而 。(2) NH3和O2在催化劑存在下發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為： ,此反應(yīng)中的氧化劑是 、氧化產(chǎn)物是 ,電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目是 。3. NH3的實(shí)驗(yàn)室制法: (1)反應(yīng)原理: 銨鹽+堿 NH3 (NH3是惟一能使紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,常用此性質(zhì)檢驗(yàn)NH3, 還可以用_檢驗(yàn)) 方程式：_(2)濃氨水滴入堿石灰(或固體NaOH 、生石灰)混合制 NH3 4.工業(yè)制法: _ 5.與濃氨水接近,能產(chǎn)生白煙現(xiàn)象的物質(zhì)(1)揮發(fā)性的酸,如濃HCl HBr HI H2S等。(2)Cl2: 8NH3+3Cl2 =6NH4Cl+N2三、銨鹽(NH4+) 1. 銨鹽常溫下_ 溶于水,均為 化合物。 2. 銨鹽受熱都發(fā)生分解,不同物質(zhì)、不同溫度、分解產(chǎn)物有所不同。3.所有的銨鹽和堿反應(yīng)加熱都生成NH3 。4. NH4+ 鑒別的常用試劑: 有關(guān)的離子方程式 。硝酸的物理性質(zhì)純硝酸是 、 氣味的液體,能跟水 互溶硝酸的化學(xué)特性(完成化學(xué)方程式)1.不穩(wěn)定性 : HNO3 。2.強(qiáng)氧化性(與金屬反應(yīng)不放出H2)濃硝酸使Fe、Al鈍化。Fe + HNO3(過量、濃) 。 Ag+ HNO3(稀) 。C + HNO3(稀) 。S + HNO3(濃) 。H2S + HNO3(稀) 。 Na2SO3+ HNO3(稀) ) 。在中性、堿性溶液中NO3-幾乎與所有離子能大量共存,但在酸性較強(qiáng)時(shí)NO3-與某些還原性的離子不能大量共存。硝酸的工業(yè)制法1. NH3+O2 2.NO+O2 3. NO2 + H2O 注意: 氨氧化生成的NO由于反復(fù)氧化,所以原料氨氣與產(chǎn)物硝酸的計(jì)算關(guān)系式理論應(yīng)為NH3 : HNO3 = 1 : 1參考答案氮?dú)?N2的電子式 ，結(jié)構(gòu)式 N N ,由此可以得出 N2分子的結(jié)構(gòu)很 穩(wěn)定 ,N2化學(xué)性質(zhì)不活潑_ 2. N2的化學(xué)性質(zhì)N2 + 3H2 2NH3 N2 + O2 2NO N2+3Mg Mg3N2 Mg3N2+ 6H2O= 3Mg（OH）2 +2NH3 3.NO的性質(zhì)無色有毒、不溶與水的氣體,能與血紅蛋白作用。 NO + O2 NO2NO + NO2 + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O (除硝酸廠的尾氣)不與堿作用生成鹽,為不成鹽氧化物。4.NO2的性質(zhì)_紅棕_色有毒、有 刺激性 氣味的氣體。(2) 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO2 = N2O4 (在解化學(xué)題中有很重要的應(yīng)用) 5.有關(guān)NO、NO2、O2等與水的作用計(jì)算(無氣體剩余的比例),并書寫化學(xué)反應(yīng)方程式：4NO2 O2 4NO 3O2 6.磷(1)了解白磷分子結(jié)構(gòu),并與NH4+、CH4的空間結(jié)構(gòu)、鍵角做對(duì)比。(1)白磷是一種 白 色 蠟 狀固體,有劇毒, 不 溶于水, 易 溶于CS2, 著火點(diǎn)為 40 。 白磷通常保存 水 里。紅磷是 紅色 粉末狀固體, 無 毒, 不 溶于水, 不 溶與CS2,著火點(diǎn)為 240 。兩者互為 C元素的同素異形體 。(2) 4P + 5O 2 2P2O5 2P + 5Cl2(足量) 2PCl5 (3) P2O5是 H3PO4 、HPO3 的酸酐,有極強(qiáng)的 吸水 性,是一種酸性干燥劑。P2O5不能干燥 NH3等 堿 性氣體。二、NH31.NH3的物理性質(zhì)純凈的氨氣是 有刺激性 的氣體，極易溶于水。氨很容易 液化 ,液氨氣化是要吸收熱量，液氨常用作制冷劑。2. NH3的化學(xué)性質(zhì)(1) 氨和水反應(yīng)的方程式 。通常把 當(dāng)作溶質(zhì),氨水的密度比水 小 ,而且密度隨濃度的增大而 減小 。(2) NH3和O2在催化劑存在下發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：4NH3+5O2=4NO+6H2O,此反應(yīng)中的氧化劑是 O2 、氧化產(chǎn)物是 NO ,電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目是20 。3. NH3的實(shí)驗(yàn)室制法: (1)反應(yīng)原理: 銨鹽+堿 NH3 (NH3是惟一能使紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,常用此性質(zhì)檢驗(yàn)NH3, 還可以用_玻璃棒蘸取濃鹽酸檢驗(yàn)) 方程式：NH3 +HCl=NH4Cl_(2)濃氨水滴入堿石灰(或固體NaOH 、生石灰)混合制 NH3 4.工業(yè)制法: N2 + 3H2 2NH35.與濃氨水接近,能產(chǎn)生白煙現(xiàn)象的物質(zhì)(1)揮發(fā)性的酸,如濃HCl HBr HI H2S等。(2)Cl2: 8NH3+3Cl2 =6NH4Cl+N2三、銨鹽(NH4+) 1. 銨鹽常溫下_都易 溶于水,均為 離子 化合物。 2. 銨鹽受熱都發(fā)生分解,不同物質(zhì)、不同溫度、分解產(chǎn)物有所不同。3.所有的銨鹽和堿反應(yīng)加熱都生成NH3 。4. NH4+ 鑒別的常用試劑: 氫氧化鈉溶液 有關(guān)的離子方程式NH4+ + OH- =NH3 + H2O 。硝酸的物理性質(zhì)純硝酸是 無色 、 有刺激性氣味的液體,能跟水 任意比 互溶。硝酸的化學(xué)特性(完成化學(xué)方程式)1.不穩(wěn)定性 : 4HNO3 =4NO2 +O2+2H2O 。2.強(qiáng)氧化性(與金屬反應(yīng)不放出H2)濃硝酸使Fe、Al鈍化。Fe + 6HNO3(過量、濃) =Fe(NO3)3 +3NO2 +3H2O 。 3Ag + 4HNO3(稀)=3AgNO3 + NO+ 2H2O 。C+4HNO3(濃) =CO2 +4NO2 +2H2O 。S+6HNO3(濃) =H2SO4 +6NO2+2H2O。3H2S+2HNO3(稀)=3S+2NO+ 4H2O 。 3Na2SO3+2HNO3(稀) =3Na2SO4 + 2NO + H2O 。在中性、堿性溶液中NO3-幾乎與所有離子能大量共存,但在酸性較強(qiáng)時(shí)NO3-與某些還原性的離子不能大量共存。硝酸的工業(yè)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由于反復(fù)氧化,所以原料氨氣與產(chǎn)物硝酸的計(jì)算關(guān)系式理論應(yīng)為NH3 : HNO3 = 1 : 1 鞏固練習(xí)一、選擇題 1用銅鋅合金制成的假金元寶欺騙行人的事件屢有發(fā)生。下列不易區(qū)別其真?zhèn)蔚姆椒ㄊ牵?）A測(cè)定密度 B放入硝酸中 C放入鹽酸中 D觀察外觀2下列物質(zhì)存放方法正確的是（ ）A藥品柜的同一層不可存放濃硝酸和濃氨水B少量的鈉保存在無水乙醇中C少量白磷保存在二硫化碳中D硅酸鈉溶液保存在玻璃塞的試劑瓶中3Murad等三位教授最早提出NO分子在人體內(nèi)有獨(dú)特功能，近年來此領(lǐng)域研究有很大發(fā)展，因此這三位教授榮獲1998年諾貝爾醫(yī)學(xué)及生理學(xué)獎(jiǎng)。關(guān)于NO的下列敘述不正確的是（ ）ANO可以是某些含低價(jià)N物質(zhì)的氧化產(chǎn)物BNO不是亞硝酸酸酐CNO可以是某些高價(jià)N物質(zhì)的還原的產(chǎn)物DNO是紅棕色氣體4廢切削液中含2%5%的，直接排放會(huì)污染環(huán)境，下列試劑中能使其轉(zhuǎn)化為不引起二次污染的的是（ ）A B C D濃5下列反應(yīng)式表示氨既有還原性又有堿性的是（ ）A BCD二、選擇題 6一氯氨（）中氨基離子帶負(fù)電荷，預(yù)計(jì)它跟水反應(yīng)的最初生成物是（ ）A和HCl B和HClC和HC1O D和7圖9-1裝置可用于（ ）A加熱制B用Cu與稀反應(yīng)制NOC用和濃NaOH溶液反應(yīng)制D用NaCl與濃反應(yīng)制HC18關(guān)于磷的下列敘述中，正確的是（ ）A紅磷沒有毒性而白磷有劇毒B白磷在空氣中加熱到260可轉(zhuǎn)變?yōu)榧t磷C白磷可用于制造安全火柴D少量白磷應(yīng)保存在水中9將1.92g銅粉與一定量濃硝酸反應(yīng)，當(dāng)銅粉完全作用時(shí)收集到氣體1.12L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則所消耗的硝酸的物質(zhì)的量是（ ）A0.12mol B0.11mol C0.09mol D0.08mol10對(duì)下列事實(shí)的解釋錯(cuò)誤的是（ ）A在蔗糖中加入濃硫酸后出現(xiàn)發(fā)黑現(xiàn)象，說明濃硫酸具有脫水性B濃硝酸在光照下顏色變黃，說明濃硝酸不穩(wěn)定C常溫下，濃硝酸可以用鋁罐來貯存，說明鋁與濃硝酸不反應(yīng)D反應(yīng)能進(jìn)行，說明硫化銅既不溶于水，也不溶于稀硫酸11氫化銨（）結(jié)構(gòu)相似，和水反應(yīng)有生成，下列敘述不正確的是（ ）A溶于水時(shí)，是氧化劑B溶于水后所形成的溶液顯酸性C的電子式為：D固體溶于水有兩種氣體生成12將銅粉放入稀硫酸中，加熱無明顯反應(yīng)發(fā)生。但加入某鹽后，發(fā)現(xiàn)銅粉質(zhì)量逐漸減少，該鹽可能是（ ）A B C D13下列對(duì)硝酸的認(rèn)識(shí)不正確的是（ ）A打開濃硝酸的瓶蓋會(huì)產(chǎn)生棕色的煙 B鋅跟稀硝酸的反應(yīng)是置換反應(yīng)C常用硝酸來制炸藥、硫酸和化肥 D稀硝酸也是一種強(qiáng)氧化性酸140.03molCu投入到一定量的濃中，Cu完全溶解，生成氣體顏色越來越淺，共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下672mL氣體，將盛有此氣體的容器倒扣在水槽中，通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下一定體積的，恰好使氣體完全溶于水，則通入的體積為（ ）A504mL B336mL C224mL D168mL15化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)尿素的化學(xué)反應(yīng)是（ ），已知下列物質(zhì)在一定條件下均能與水反應(yīng)產(chǎn)生和，是合成氨的原料，供合成尿素用，若從原料被充分利用的角度考慮，最好選用的原料是（ ）A焦炭 B一氧化碳C甲烷 D石腦油（，） 三、 16 制取氨氣并完成噴泉實(shí)驗(yàn)。（1）寫出實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)方程式：_。（2）收集氨氣應(yīng)使用_法，要得到干燥的氨氣可選用_做干燥劑。（3）用圖9-2（）裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，上部燒瓶已裝滿干燥氨氣，引發(fā)水上噴的操作是_。該實(shí)驗(yàn)的原理是_。（4）如果只提供如圖9-2（）的裝置，請(qǐng)說明引發(fā)噴泉的方法。_。17 實(shí)驗(yàn)室用稀硝酸與Cu反應(yīng)來制備NO氣體，如果采用圖9-3（）裝置，由于燒瓶?jī)?nèi)的空氣不易排出，生成的NO很快被氧化成紅棕色的，不易觀察到有無色的NO生成。即使可用排水法收集到無色的NO，也無說服力，學(xué)生會(huì)認(rèn)為NO是由與反應(yīng)生成的。有人設(shè)計(jì)了圖9-3（）裝置，用來做該實(shí)驗(yàn)可以達(dá)到滿意的效果。（1）將有關(guān)操作補(bǔ)充完全：將活塞打開，從U形管的長(zhǎng)管口注入稀硝酸，一直注到_為止。關(guān)閉活塞，用酒精燈在_加熱，當(dāng)_時(shí)，立即撤去酒精燈。（2）回答下列問題：寫出銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式_；反應(yīng)在什么情況下可以自動(dòng)停止？可以在何處觀察到無色的NO氣體？_；如果再將活塞慢慢打開，可立即觀察到哪些明顯現(xiàn)象？_；如果需要再獲得NO與已生成的形成鮮明對(duì)照的實(shí)驗(yàn)效果，應(yīng)_（填操作）。四、 18煙幕彈是一種在戰(zhàn)爭(zhēng)中常用的掩護(hù)武器，制造煙幕彈需要用到一些化學(xué)物質(zhì)。（1）用紅磷作煙幕彈時(shí)，所對(duì)應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_；（2）有些煙幕彈產(chǎn)生煙幕的原理應(yīng)用了水解反應(yīng)。水解反應(yīng)是一種廣泛存在的反應(yīng)，如、易水解，的水解反應(yīng)為?，F(xiàn)代海戰(zhàn)中，常常通過噴放和液氨產(chǎn)生大量煙幕，所涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。19分別將等質(zhì)量的銅片與等體積均過量的濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)，所得到的溶液前者成綠色，后者呈藍(lán)色，某同學(xué)提出這可能是濃度差異引起的，你同意這種看法嗎？_（填“同意”或“不同意”），原因是_；另一同學(xué)提出溶液呈“綠色”是與混合的結(jié)果，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明之（簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象）_。20某生態(tài)系統(tǒng)中氮循環(huán)簡(jiǎn)圖如圖9-4所示（1）哪一類生物能將蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為氨？A分解者B藻類C化能合成類生物（2）該生態(tài)系統(tǒng)的豆科植物不施氮肥，仍能表現(xiàn)出良好的長(zhǎng)勢(shì)，其原因是_。（3）寫出工業(yè)固氮的化學(xué)反應(yīng)方程式_。（4）雷雨中常會(huì)有微量的硝酸生成為農(nóng)作物所利用，用化學(xué)方程式解釋的形成過程：_。（5）硝化細(xì)菌能將氧化為亞硝酸和硝酸，寫出有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式：_。五、 21如圖9-5所示，已知甲、乙 、丙、丁均為前三周期元素的單質(zhì)。在一定條件下甲與丙和甲與丁都按物質(zhì)的量之比1：3反應(yīng)，分別生成X和Y，在產(chǎn)物中元素甲呈負(fù)價(jià)。在一定條件下乙與丙和乙與丁都按物質(zhì)的量之比1：2反應(yīng)，分別生成Z和W，在產(chǎn)物中元素乙呈負(fù)價(jià)。請(qǐng)?zhí)羁眨海?）甲是_，乙是_。（2）甲與丙反應(yīng)生成X的化學(xué)方程式是_。（3）乙與丁反應(yīng)生成W的化學(xué)方程式是_。22氨可以形成多種離子，如、等，已知與是由中性分子結(jié)合質(zhì)子形成的，有類似于的性質(zhì)。（1）1個(gè)離子含有_個(gè)電子，的電子式為_。（2）形成離子的中性分子的結(jié)構(gòu)式是_。（3）寫出離子在強(qiáng)堿溶液中反應(yīng)的離子方程式_。六、23已知氮的氧化物跟NaOH溶液發(fā)生的反應(yīng)如下：S現(xiàn)有m mol的和n molNO組成的混合氣體，要用NaOH溶液使其完全吸收無氣體剩余，現(xiàn)有濃度為的NaOH溶液，求需此NaOH溶液的體積是多少？24將23.9g表面已銹蝕成銅綠的銅片投入120mL一定濃度的硝酸中，充分反應(yīng)后，硝酸被還原成和NO，反應(yīng)后溶液中為0.160mol。往反應(yīng)后的溶液中加入過量的NaOH溶液，濾出沉淀，洗滌、干燥后得到29.4g藍(lán)色固體。求：（1）銅片中單質(zhì)銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；（2）銅片與硝酸充分反應(yīng)后，溶液中的物質(zhì)的量濃度（假設(shè)反應(yīng)前溶液的體積不變）。參考答案1D 銅鋅合金也稱黃銅，其外觀與黃金相似，但其密度比黃金小，因其含有鋅單質(zhì)，放入硝酸、鹽酸中都能反應(yīng)，而黃金不與硝酸、鹽酸反應(yīng)。2A 濃硝酸和濃氨水均有揮發(fā)性，二者生成的有爆炸性。3D 在NO分子中，N元素呈+2價(jià)，它既可以是含低價(jià)N物質(zhì)被氧化的產(chǎn)物，又可以是含高價(jià)N物質(zhì)被還原的產(chǎn)物。兩個(gè)分子的亞硝酸失水得而不是NO，故可認(rèn)為是亞硝酐。NO是無色氣體，才是紅棕色氣體。4B 與發(fā)生歸中反應(yīng)生成。5C 生成表現(xiàn)還原性，生成表現(xiàn)酸性。6C 由題給信息，結(jié)合、結(jié)合。7B 4個(gè)選項(xiàng)中，選項(xiàng)A不對(duì)，因?yàn)闊岱纸猱a(chǎn)生的水會(huì)在試管口凝結(jié)，從而沿管壁落入熱的試管底造成試管炸裂。和HCl氣體都易溶于水，不能用排水法收集。8AD 白磷有毒，紅磷無毒，白磷著火點(diǎn)很低，在空氣中加熱極易燃燒，被氧化。9B 消耗的硝酸的物質(zhì)的量=。10C Fe、Al塊被氧化膜覆蓋，并不是鋁與濃硝酸不反應(yīng)。濃硝酸易分解，產(chǎn)生的溶解其中溶液呈黃色。11AB 因的結(jié)構(gòu)與相似，故選項(xiàng)C是正確的。再由與水反應(yīng)的方程式：可知：反應(yīng)后溶液應(yīng)呈堿性，并有放出，同時(shí)又會(huì)放出部分，在該反應(yīng)中中的失電子，所以為還原劑。12AC 加入時(shí)，；銅粉溶解，加入時(shí)溶液中有使Cu溶解。13AB 濃易揮發(fā)打開瓶蓋有白霧；稀與Zn發(fā)生氧化還原反應(yīng)。14B 依終態(tài)法，發(fā)生的總反應(yīng)為 得：，15D 依，則與的體積比1：3時(shí)為最佳。分別寫出四種物質(zhì)與水反應(yīng)的化學(xué)方程式，比較石腦油為最佳，如 16（1）（2）向下排空氣；堿石灰（3）打開止水夾，擠出膠頭滴管中的水；氨氣極易溶于水，致使燒瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)迅速減?。?）打開夾子，用手（或熱手巾等）將燒瓶捂熱，空氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉17（1）液面接觸分液漏斗活塞下沿 U型管的短管一側(cè)（或者答“U型管的左管”）；銅絲圈有氣泡產(chǎn)生（2） 銅絲圈與稀脫離后立即停止，U型管短管內(nèi)（銅絲圈周圍）可以觀察到無色的NO氣體 U型管的長(zhǎng)管中的稀又回落到短管內(nèi)，分液漏斗中有紅棕色出現(xiàn) 關(guān)閉分液漏斗活塞并適當(dāng)加熱。18（1） （2）19不同意；銅片質(zhì)量相同，溶液體積相同，生成的濃度相同；加熱綠色溶液，有紅棕色氣體產(chǎn)生，溶液變成藍(lán)色20（1）A （2）根瘤菌將游離的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮，滿足豆科植物的營(yíng)養(yǎng)需要（3）（4），（5），21（1）； （2） （3）或 （3）22（1）22； （2） （3）23因氮的氧化物與NaOH反應(yīng)生成和，由N原子守恒可知，其物質(zhì)的量為則24分析：設(shè)銅片中含銅為xmol，含為ymol，有（1）（2）