1、高三化學(xué)教學(xué)案課題第一章 氮族元素 第一節(jié) 氮和磷時(shí)間考綱解讀：1了解氮族元素及其原子結(jié)構(gòu)，理解其性質(zhì)遞變規(guī)律。2了解氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)和分子結(jié)構(gòu)。3掌握氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)和主要用途。4掌握氮的氧化物的化學(xué)性質(zhì)及有關(guān)計(jì)算。5了解氮的固定。6了解磷的同素異形體，及其化合物的主要化學(xué)性質(zhì)。教學(xué)過程：基礎(chǔ)知識梳理：一、氮族元素(N、P、As、Sb、Bi)1.原子結(jié)構(gòu)、主要化合價(jià)：最外層都有5個(gè)電子，從N、P、As、Sb、Bi，電子層依次增加，原子半徑依次增大；最低化合價(jià)為-3價(jià)，最高化合價(jià)為+5價(jià)。2.元素性質(zhì)遞變規(guī)律：失電子能力依次增強(qiáng)金屬性漸強(qiáng)；得電子能力漸弱非金屬性漸弱3.單質(zhì)性質(zhì)：遞交完整，無明顯共

2、性注意：（1）.氮族元素的相似性：最外電子層上均有5個(gè)電子，獲得3個(gè)電子可以達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以氮族元素能顯-3價(jià)，最高價(jià)均為+5價(jià)。最高價(jià)氧化物的通式為R2O5，對應(yīng)水化物通式為HRO3或H3RO4。氣態(tài)氫化物通式為RH3。（2） 氮族元素的遞變性：氮 磷 砷 銻 鉍非金屬逐漸減弱、金屬性逐漸增強(qiáng)HNO3 H3PO4 H3AsO4 H3SbO4 H3BiO4酸性逐漸減弱、堿性逐漸弱增強(qiáng) NH3 PH3 AsH3 穩(wěn)定性減弱、還原性增強(qiáng)（3）氮族元素的一些特殊性：+5價(jià)氮的化合物（如硝酸等）有較強(qiáng)的氧化性，但+5價(jià)磷的化合物一般不顯氧化性。氮元素有多種價(jià)態(tài)，有N2O、NO、N2O3、NO2、N2

3、O4、N2O5等6種氧化物，但磷主要顯+3、+5兩種價(jià)態(tài)。二、代表元素N、對氮及其化合物的相互轉(zhuǎn)化可按下列關(guān)系網(wǎng)進(jìn)行認(rèn)識。（1）氮?dú)夥肿咏Y(jié)構(gòu)：氮?dú)馐怯傻咏M成的雙原子分子。氮分子中2個(gè)氮原子共用3對電子,形成3個(gè)共價(jià)鍵。NN的鍵能很大（946kJ·mol-1），所以N2很穩(wěn)定，通常情況下，性質(zhì)很不活潑。 電子式： 結(jié)構(gòu)式： NN （2）氮的存在游離態(tài)：大氣中N2的體積比為78%、質(zhì)量比為75%?；蠎B(tài)：無機(jī)物中（如硝酸鉀等），有機(jī)物中（如蛋白質(zhì)、核酸等）。（3）氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)無色無味，難溶于水（1:0.02），比空氣稍輕。常見氣體在常溫常壓下的溶解度。難溶氣體：N2（1:0.02）

4、；H2（1:0.02）； 微溶氣體：O2（1:0.2）可溶氣體：Cl2（1: 2）、H2S（1:2.6） 易溶氣體：SO2（1:40）極易溶氣體：HCl（1:500）問題思考：實(shí)驗(yàn)室制N2時(shí)應(yīng)該用什么方法來收集？ 參考答案：排水法（4）氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)：（A）與氫氣反應(yīng) （B）跟鎂反應(yīng)：3Mg+N2Mg3N2（C）與氧氣反應(yīng)：N2+O22NO注意：a.從氧化還原反應(yīng)角度分析上述三個(gè)反應(yīng)，得出“氮?dú)饧饶鼙憩F(xiàn)氧化性，也能表現(xiàn)還原性”的結(jié)論。 b.“雷雨發(fā)莊稼” 這句農(nóng)諺的本質(zhì)：一氧化氮是一種無色氣體、二氧化氮顯紅棕色。通常條件下，一氧化氮易轉(zhuǎn)化為二氧化氮。（5）氮?dú)獾挠猛続合成氨、制氮肥、制硝酸。B

5、用作保護(hù)氣：焊接金屬、充填燈泡、保存糧食和水果。（6）氮的固定將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榈幕衔锏倪^程叫做氮的固定。途徑：自然固氮（雷雨固氮、生物固氮）；人工固氮：合成氨。問題思考： 光化學(xué)煙霧及其造成的主要原因參考解答：NO2 在紫外線照射下，會發(fā)生一系列化學(xué)變化，產(chǎn)生一種有毒的煙霧光化學(xué)煙霧?？諝庵械腘O2是造成光化學(xué)煙霧的主要原因。 注意：NO和NO2是大氣污染物；主要來自石油產(chǎn)品和煤燃燒的產(chǎn)物、汽車尾氣以及硝酸工廠的廢氣等。問題思考： NO2、溴蒸氣怎樣鑒別？參考解答：將兩種氣體分別通入水中，得到無色溶液的是NO2（二氧化氮跟水反應(yīng) 3NO2+H2O=2HNO3+NO），得到有色溶液的是溴蒸

6、氣。注意：1.氮的氧化物中和有關(guān)酸中的非氫氧元素的化合價(jià)一樣的就是對應(yīng)酸的酸酐。HNO2 N2O3 HNO3 N2O52. NO2與水反應(yīng)以及NO2 、 NO、O2跟反應(yīng)的計(jì)算a二氧化氮跟水反應(yīng)：3NO2+H2O=2HNO3+NOb二氧化氮、氧氣同時(shí)跟水反應(yīng)：4NO2+O2+H2O = 4HNO3c一氧化氮、氧氣同時(shí)跟水反應(yīng)：4NO+3O2+H2O = 4HNO3例如：二氧化氮跟氧氣的混合氣體溶于水時(shí)，可能有以下向三種情況：一氧化氮和氧氣的混合氣體通入水時(shí)，最終是：V/(NO):V(O2)=4:1, 恰好根據(jù)上反映3完全反應(yīng)注意：a. 氮分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和具體反應(yīng)之間的聯(lián)系：b. 非金屬元素及

7、其化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系：三、磷: 白磷和紅磷是磷的同素異形體中最重要的兩種。1磷的性質(zhì) (1)磷跟氧的化合反應(yīng) （磷在空氣中燃燒）：4P+5O22P2O5（白煙現(xiàn)象）注意：五氧化二磷吸水 P2O5+3H2O H3PO4 (2)磷跟鹵素化合（磷在氯氣中燃燒）：2P+3Cl22PCl3（白霧現(xiàn)象）2PCl3+Cl22PCl5（白煙現(xiàn)象）2白磷、紅磷性質(zhì)差異的原因白磷和紅磷的著火點(diǎn)不同，白磷的著火點(diǎn)比紅磷低得多，當(dāng)白磷受到輕微的摩擦或被加熱到40時(shí)，就會燃燒；即使在常溫下，白磷在空氣中也會緩慢氧化，氧化時(shí)發(fā)出白光，在暗處可以清楚地看見。所以，白磷必須貯存在密閉容器里，少量時(shí)可保存在水里。白磷和紅磷燃燒

8、，都生成唯一的產(chǎn)物白色的五氧化二磷。 3磷的存在和用途：在自然界中，沒有游離態(tài)的磷存在，磷主要以磷酸鹽的形式存在于礦石中。是構(gòu)成蛋白質(zhì)的成分之一，是化工原料之一。磷的兩種同素異形體白磷和紅磷的比較白磷紅磷分子結(jié)構(gòu)P4正四面體型，分子晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分子晶體顏色白色蠟狀固體暗紅色粉未密度（g·cm-3）1.822.34溶解性不溶于水，易溶于CS2不溶于水，也不溶于CS2毒性劇毒無毒著火點(diǎn)40，易自燃240，可燃還原性易被氧化，發(fā)磷光不易被氧化保存少量保存在水中貯存在密閉瓶中相互轉(zhuǎn)化隔絕空氣條件下，白磷加熱到260可轉(zhuǎn)化為紅磷，紅磷加熱到416以上（升華）可得到白磷。磷（氮族）、硫（氧族）

9、、氯（鹵族）的比較磷硫氯跟氫氣化合難易程度很難跟H2直接化合硫蒸氣在加熱時(shí)才能跟H2直接化合Cl2和H2混合，在光照或點(diǎn)燃情況下迅速反應(yīng)發(fā)生爆炸氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性PH3不穩(wěn)定，易分解H2S較不穩(wěn)定，加熱可分解HCl很穩(wěn)定，加熱到1000時(shí)才開始分解最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性H3PO4是中強(qiáng)酸H2SO4是強(qiáng)酸HClO4為最強(qiáng)的含氧酸結(jié)論從氮族到鹵族，非金屬性逐漸增強(qiáng)四、磷酸 是無色透明的晶體，常用的磷酸(8398)是一種無色粘稠的液體。磷酸是中強(qiáng)酸，跟堿反應(yīng)可生成正鹽、一氫鹽、二氫鹽等三類鹽。五氧化二磷(磷酐)極易與水化合，有強(qiáng)烈的吸水性，所以是很強(qiáng)的干燥劑和脫水劑。溶于熱水生成磷酸（無毒），

10、溶于冷水生成偏磷酸（有毒） 精講：一、氮族元素(N、P、As、Sb、Bi)1.原子結(jié)構(gòu)、主要化合價(jià)：2.元素性質(zhì)遞變規(guī)律：3.單質(zhì)性質(zhì)：4.化合物性質(zhì)：5.氮?dú)獾挠猛?.氮的固定二、磷 三、磷酸 注意：詳細(xì)內(nèi)容見知識梳理課堂訓(xùn)練：1.最新研究表明：NO吸收治療法可快速改善SARS重癥患者的缺氧狀況，緩解病情。病毒學(xué)研究同時(shí)證實(shí)，NO對SARS病毒有直接抑制作用。下列關(guān)于NO的敘述正確的是（ ）ANO是一種紅棕色的氣體 B常溫常壓下，NO不能與空氣中氧氣直接化合C含等質(zhì)量的氧元素的NO和CO的物質(zhì)的量相等DNO易溶于水，不能用排水法收集2.已知磷酸分子（）中的三個(gè)氫原子都可以跟重水分子（D2O）

11、中的D原子發(fā)生氫交換。又知次磷酸（H3PO2）也可以跟D2O進(jìn)行氫交換，但次磷酸鈉（NaH2PO2）卻不能再跟D2O發(fā)生氫交換。由此可推斷H3PO2的分子結(jié)構(gòu)是 （ ）A B C D 3. 能證明氮元素比磷元素非金屬性強(qiáng)的事實(shí)是 （ ） AHNO3比H3PO4酸性強(qiáng) BN2是氣態(tài)P是固態(tài)CNH3極易溶于水，PH3難溶于水 DNH3比PH3穩(wěn)定4. 砷為第四周期VA族元素，根據(jù)砷元素在元素周期表中的位置推測，砷不可能具有的性質(zhì)是： （ ）A砷在通常狀況下是固體 BAs2O5對應(yīng)水化物的酸性比H3PO4弱C可以有-3、+3、+5等多種化合價(jià) D砷的還原性比磷弱5.同溫同壓下，在3支相同體積的試管中

12、分別充有等體積混合的2種氣體，它們是NO和NO2，NO2和O2，NH3和N2?，F(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（ ）AV1V2V3 BV1V3V2 CV2V3V1 DV3V1V26.將盛有氮?dú)夂投趸旌蠚怏w的試管倒立于水中，經(jīng)過足夠時(shí)間后，試管內(nèi)氣體體積縮小為原體積的一半，則原混合氣體中氮?dú)夂投趸捏w積比是。7.將容積為50mL的量筒內(nèi)充滿NO2和O2的混合氣體，倒置量筒在盛滿水的水槽里，足夠時(shí)間后，量筒里剩余氣體體積為5mL。則混合氣體中NO2和O2體積比可能是。拓展提高：1氮的固定是指 ( )A植物從土壤中吸收含

13、氮養(yǎng)料 B豆科植物根瘤菌將含氮化合物轉(zhuǎn)變?yōu)橹参锏鞍踪|(zhì)C將氨轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛峒捌渌幕衔?D將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)變?yōu)楹衔?下列事實(shí)或名詞與環(huán)境污染無關(guān)的是 ( )A溫室效應(yīng) B酸雨 C光化學(xué)煙霧 D潮汐3室溫時(shí)在容積為m mL的試管中充滿NO2氣體，然后倒置于水中到管內(nèi)水面不再上升時(shí)為止，再通 n mL O2，則管內(nèi)液面又繼續(xù)上升，測得試管內(nèi)最后剩余氣體為a mL。則m、n的關(guān)系為 ( ) Am= 4n + 3a Bm = 4n 4a Cm：n = 4：1 Dm ：n = 4：34下列關(guān)于白磷和紅磷性質(zhì)的敘述中不正確的是 ( )A. 在空氣中燃燒都生成P2O5 B. 白磷有毒，紅磷無毒C. 都不

14、溶于水，但都能溶于CS2 D. 白磷和紅磷互為同素異形體5以下氣體與人體血液和血紅蛋白作用而弓I起中毒的是 ( ) ANO BCO CNH3 DCl26A、B、C為短周期元素，這些元素原子的最外層電子數(shù)分別是1、5、6，則由這三種元素組成的化合物的化學(xué)式不可能是 ( ) AABC3 BA3BC4 CABC2 DA2BC27075molL的NaOH溶液200mL和05moLL 的H3PO4溶液200mL混合，生成鹽的物質(zhì)的量濃度接近 ( ) ANaH2PO4和Na2HPO4溶液的濃度均為02molL BNaHPO4和NaH2PO4溶液濃度均為0125moLL C 015moLL的Na2HPO4和

15、010moLL的NaH2PO4 D01 molL的Na2HPO4和01molL的Na3PO48已知在酸性溶液中，下列物質(zhì)氧化KI時(shí)，自身發(fā)生如下變化Fe3+ Fe2+；MnO4Mn2+；Cl2 2Cl；HNO3 NO。如果分別用等物質(zhì)的量的這些物質(zhì)氧化足量的KI，得到I2最多的是 ( )AFe3+ BMnO4 CCl2 DHNO39堿石灰和五氧化二磷均能干燥的一組氣體是 ( )AN2、O2、NH3 BCO、NO、H2 C H2、NO、NH3 DNO、Cl2、N2 10把xmolCO2通過足量的Na2O2后再與ymLNO混合。x與y之和為30mL。設(shè)充分反應(yīng)后氣體的體積縮小為15mL，則x:y為

16、 1:1 2:1 5:4 7:5 ( ) A只有 B只有 C只有 D11. 將VLCO2和NO的混合氣體通過足量Na2O2固體，充分反應(yīng)后，氣體體積變?yōu)閂/2 L（均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定），再混合氣體中CO2與NO的體積比不可能是 ( ) A11 B21 C23 D3212. 某主族元素R與氧元素結(jié)合，有六種氧化物：R2O、RO、R2O3、RO2、R2O4、R2O5則R在元素周期表中的主族序數(shù)為 （ ）AA     BA   CA   DA13.下列氣體中，不會造成空氣污染的是 （ ）A、N2 B、NO C、NO2 D、CO14

17、. 一氧化氮是大氣污染物之一。目前，有一種治理方法是在400左右，有催化劑存在的情況下，用氨把一氧化氮還原為氮?dú)夂退?。請寫出該反?yīng)的化學(xué)方程式 。15A、B、C、D是四種常見非金屬(短周期)單質(zhì)，這些單質(zhì)相對分子質(zhì)量中，B最小，C次之，且室溫下，A為固體，B、C、D為氣體。(1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式：A ；B ；C ；D ；X 。加熱(2)寫出Y+甲 乙+丙 的化學(xué)方程式 。16為了證明NO可以與O2和H2O共同反應(yīng)生成HNO3，某學(xué)生設(shè)計(jì)了以下裝置按如下實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢查裝置氣密性。在中間四通直管中裝入一定的水，并向左右兩側(cè)試管及分液漏斗中加入圖示試劑。將銅絲插入稀硝酸，開始反應(yīng)，一段時(shí)間

18、后再銅絲從溶液中抽出。打開分液漏斗活塞，在試管中加入少量水，再立刻關(guān)閉。滴入幾滴石蕊試液。請你參與幫助解答以下問題（1）步驟中，如何檢查該裝置的氣密性？ （2）步驟中，當(dāng)銅絲插入稀硝酸時(shí)，觀察到的主要現(xiàn)象有： 。（3）步驟中，中間四通直管中，水面是否變化 （填：上升、下降、不變），寫出此時(shí)變化的反應(yīng)方程式： 。（4）加入石蕊試液的作用是：。17某一種氣態(tài)氮的氧化物250mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，質(zhì)量為0.33g，其組成里含氧53.3%，求它的化學(xué)式 18李洋同學(xué)通過滴定法對某洗衣粉中Na5P3O10（相對分子質(zhì)量為368）的含量進(jìn)行測定。首先稱取5.1g樣品溶于一定量的硝酸中，加熱使其充分酸解：Na5

19、P3O105HNO32H2O5NaNO33H3PO4；再調(diào)節(jié)溶液的pH使磷酸全部以磷酸二氫根離子形式存在；最后用0.5mol/L NaOH溶液滴定至磷酸二氫根離子全部轉(zhuǎn)變成磷酸一氫根離子，消耗NaOH溶液體積16.80mL。（1）大量使用該類洗衣粉，可能造成的環(huán)境問題是 。 2）計(jì)算該洗衣粉中Na5P3O10的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。課堂訓(xùn)練參考答案：1.參考解題分析：這是一道“新材料基礎(chǔ)題”試題，NO中治療SARS上的應(yīng)用是最新技術(shù)成果，且密切聯(lián)系社會熱點(diǎn)。本題考查的是NO的性質(zhì)。NO是一種無色難溶于水的氣體，可以用排水法收集。常溫常壓下，NO容易與氧氣直接化合生成NO2。參考答案： C2.參考解題分析：

20、題中所給磷酸分子的結(jié)構(gòu)式是給的一個(gè)信息：含氧酸中只有與O原子直接結(jié)合的H原子才可能電離出H+，即題中所說的與D2O中的D原子發(fā)生氫交換。把信息遷移到H3PO2中，由于NaH2PO2不能與D2O進(jìn)行氫交換，所以H3PO2只是一元酸，因而其結(jié)構(gòu)式中只有一個(gè)OH，再應(yīng)用O原子只能有兩個(gè)共價(jià)鍵的基礎(chǔ)知識，就不難推出正確選項(xiàng)為B。參考答案： B3.參考解題分析：比較元素的非金屬性主要考慮以下幾點(diǎn)A據(jù)元素周期律，在周期表中，同周期左至右金屬性逐漸減弱非金屬性逐漸增強(qiáng)，同主族由上至下，非金屬性逐漸減弱，金屬性逐漸增強(qiáng)。B非金屬與氫氣的化合能力越強(qiáng)，形成的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，此非金屬性越強(qiáng)。C最高價(jià)氧化物的水化

21、物酸性越強(qiáng)，此元素的非金屬性越強(qiáng) 參考答案： AD4.參考解題分析：根據(jù)同一主族元素性質(zhì)的相似，可類推測C正確。根據(jù)同一主族元素的遞變規(guī)律可類推測A、B正確。 參考答案： D5.參考解題分析：NO不與水反應(yīng)，設(shè)原有NO、NO2各3體積則由反應(yīng)3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO知3體積的NO2與H2O反應(yīng)后，變?yōu)?體積NO，此時(shí)剩余NO的總體積與原來氣體的體積比為46；由反應(yīng)4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3可知等體積的NO2和O2混合溶于水時(shí)O2過量，若二者皆為4體積則剩余3體積O2，與原來總體積的比為38；N2不與水反應(yīng)，NH3與H2O完全反應(yīng)，氣體剩余體積為原來一

22、半。顯然有V1V2V3 參考答案： A6.參考解題分析：氮?dú)飧环磻?yīng)，所以可根據(jù)“3NO2+H2O=2HNO3+NO”用體積差法進(jìn)行計(jì)算。參考答案： 1:3。7.參考解題分析：（二氧化氮、氧氣混合氣體例置于水中，最后殘留氣體可能有二種情況，一是氧氣，二是一氧化氮。所以應(yīng)先假設(shè)，再立式計(jì)算。）（1）若剩余的5mL氣體是O2，則共有45mLNO2、O2混合氣體跟水反應(yīng)，根據(jù)4NO2+O2+H2O = 4HNO3可得出：V（NO2）=×45mL=36mL V（O2）=×45mL+5mL=14mL所以，原混合氣體中NO2和O2體積比為18:7。（2）若剩余的5mL氣體是NO，則NO2、O2混合氣體跟水反應(yīng)時(shí)是NO2過量，過量的NO2再跟水反應(yīng)。根據(jù)反應(yīng)“3NO2+H2O=2HNO3+NO”可得出，共有15mL