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1、第八章《氮族元素》高三化學(xué)復(fù)習(xí)教案(一)
《氮族元素》復(fù)習(xí)教案(一)
【教學(xué)內(nèi)容】
氮族元素、氮氣
【教學(xué)目標(biāo)】
1、能運用原子核外電子排布規(guī)律,熟練地寫出氮、磷兩種元素原子結(jié)構(gòu)示意圖。
2、認(rèn)識氮族元素性質(zhì)的相似性和遞度規(guī)律,以及引起氮族元素性質(zhì)異同的原因。
3、記住氮族元素的一些重要性質(zhì)。
4、認(rèn)識氮分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其重要用途。
5、熟悉氮在六種不同氧化物中的化合價;掌握一氧化氮和二氧化氮的重要性質(zhì)。
6、了解氮的固定的重要性。
【知識講解】
一、氮族元素的結(jié)構(gòu)特點
氮族元素包括N 、P 、A S 、S b 、B i 五種元素,在周期表中位于第V A 族。它們的最
2、外
層電子數(shù)均為5個,它們的原子半徑隨著核電荷數(shù)的增大而逐漸增大。它們在原子結(jié)構(gòu)上的異同處決定了性質(zhì)的相似性和遞變性。
單質(zhì)的物理性質(zhì)遞變規(guī)律有:從氮到鉍、單質(zhì)的密度逐漸增大;固態(tài)氮和紅磷、白磷均屬分子晶體,熔沸點逐漸升高;銻和鉍的金屬性已較顯著,熔、沸點的遞變規(guī)律與堿金屬單質(zhì)相仿,逐漸降低。砷較特殊,灰砷已呈現(xiàn)一定金屬性,但常壓下,它在613C 0時能升華,加壓下測得的熔點是氮族元素的單質(zhì)中最高的。
說明:①氮族元素原子的價電子數(shù)是5,但主要為+3、+5價。②氮族元素最高價氧化物的水化物的通式為H 3RO 4,但硝酸為HNO 3比通式少一個水分子。原因是氮原子半徑小。
例1:砷為第四
3、周期V A 族元素,根據(jù)在周期表中的位置推測,砷不可能具有的性質(zhì)是 A 、砷在通常狀況下為固體 B 、可以有-3,+5等多種化合價 C 、A S2O 5對應(yīng)水化物的酸性比H 3PO 4弱 D 、砷的還原性比磷強(qiáng)
解析:砷在周期表中與N 、P 處在同一主族,此族元素性質(zhì)遞變是單質(zhì)狀態(tài)由氣態(tài)到固態(tài),磷為固體,砷必為固體。本族元素非金屬均有-3、+3、+5等多種化合價,且最高氧化物水化物酸性:HNO 3>H 3PO 4>H 3A S O 4. 答案:D
例2:酸性氧化物和堿性氧化物相互作用可生成含氧酸鹽,而硫代硫酸鹽也可由非金屬硫化物與金屬硫化物作用制得。如3Na 2S+A S2S 3=2Na
4、3A S S 3(硫代亞砷酸鈉),試寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:
①Na 2S 和A S2S 5反應(yīng)_______________________________. ②CaS 和A S2S 3反應(yīng)________________________________.
解析:從熟知的物質(zhì)性質(zhì)類推出不熟悉的物質(zhì)所具有的性質(zhì),解本題關(guān)鍵是將氧化物的性質(zhì)類推到硫化物性質(zhì)的確定上。
答案:①3Na 2S+As 2O 5=2Na 3A S O 4 ②3CaS+AsS=Ca 3(A S S 3)2
例3:在某溫度下,一定量的元素A 的氫化物AH 3,在一定體積的密閉容器中可完全分解成兩種氣態(tài)單質(zhì),此時壓強(qiáng)
5、增加了75%,則A 單質(zhì)的一個分子有________個A 原子,AH 3分解反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________.
解析: 設(shè)每個分子中含有X 個A 原子
XAH 3=====A X +22
3XH △V X 1
X 23 1+X 2
3-X 1 75%
%
751211+=X X
X=4
答案:A 4 4AH 3=A 4+6H 2 三、氮氣的物理性質(zhì)
無色、無臭、難溶于水,在空氣中體積分?jǐn)?shù)78%,質(zhì)量分?jǐn)?shù)75%。 四、氮氣的分子結(jié)構(gòu)
電子式為:N N:,結(jié)構(gòu)式為N=N,因為鍵能很大,所以氮氣的化學(xué)性質(zhì)很不活潑. 五、氮氣的化學(xué)性質(zhì)
只有在高溫下,氮氣才與
6、氫氣、氧氣和活潑金屬反應(yīng):
N 2+3H 2 高溫、高壓
2NH 3
催化劑
N 2+O 2 放電
2NO 2NO+O 2==2NO 2
N 2+3Mg
點燃
Mg 3N 2(鎂在空氣中生成微量Mg 3N 2,鎂跟氮氣反應(yīng)比鎂跟氧氣反應(yīng)要難
得多。因此mg Mg Mg
MgO
g ,氮化鎂為灰綠色固
體,為離子化合物,電子式為:Mg 2+[:N:]3-3-六、氮的氧化物
N 2O 、NO 、NO 2、N 2O 4均無對應(yīng)含氧酸,屬不成鹽氧化物。N 2O 3、N 2O 5分別是亞硝酸和硝酸的酸酐。
2NO+O 2=2NO 2 2NO 2 N 2O 4
7、(無色) (紅棕色) (無色) 3NO 2+H 2O=2HNO 3+NO 4NO 2+O 2+2H 2O=4HNO 3 4NO+3O 2+2H 2O=4HNO 3
NO 2是一種強(qiáng)氧化劑,能將I -
、SO 2、H 2S 等氧化 2KI+4NO 2=2KNO 3+I 2+2NO SO 2+NO 2=NO+SO 3 H 2S+NO 2=S+NO+H 2O 例4:將盛有25mL NO 、NO 2混合氣體的量筒倒立于水槽中,反應(yīng)后氣體體積縮小為15mL ,則混合氣體中NO 和NO 2的體積比是 。 解析:設(shè)NO 2與XmL
3NO 2+H 2O=2HNO 3+NO -△V 3 1 2
X 2
8、5-15=10
10
23=X X=15(mL)
則NO 占:25mL -15mL=10mL V NO :V NO 2=10:15=2:3 答案:2:3
例5:區(qū)分某紅棕色氣體是溴蒸氣還是NO 2氣體,可采用的試劑是
A 、蒸餾水
B 、KI -
淀粉試紙 C 、AgNO 3溶液 D 、NaOH 溶液
解析:Br 2溶于水得橙色溴水,NO 2溶于水得無色硝酸溶液。A 對。Br 2和NO 2均能將KI 氧化成I 2而使KI-淀粉試紙變藍(lán),B 錯。Br 2溶于AgNO 3溶液生成淺黃色AgBr 沉淀,而NO 2沒有,C 對。Br 2和NO 2通入NaOH 溶液里均是無色溶液。D 錯
9、。
答案:A ,C
例5:一定量的NO 和一定量的O 2混合充分反應(yīng)后,其氣體的密度是相同狀況下氫氣密度的20倍,求混合前NO 和O 2的物質(zhì)的量之比。
解析:設(shè)NO 和O 2的物質(zhì)的量之比分別為X 和Y 10若O 2過量,余O 2、NO 2。則
2202
3230?=-++X
Y X Y X ,則54=Y X
20若NO 過量,余NO 、NO 2。則
2203230?=+X
Y X ,則516=Y X
答案:O 2過量時,
542=O NO n n ;NO 過量時:5
162=O NO n n
例6:實驗室用空氣和下圖所列藥品、儀器裝置制取少量氮化鎂
①
10、表中裝置中導(dǎo)管連接的正確順序是(用裝置序號a 、b ……填寫) ② 各個裝置中導(dǎo)管連接的正確順序是 ③ a 裝置中發(fā)生的反應(yīng)方程式是 ④
明氯的非金屬性比硫強(qiáng)的是
A、①②③
B、②④⑤
C、①③④
D、②③⑤
2.下列敘述中,正確的是
A、硝酸酸性比磷酸強(qiáng)
B、PH3的穩(wěn)定性大于NH3
C、PH3的還原性大于NH3
D、氮氣的化學(xué)性質(zhì)比磷活潑
3.下列敘述正確的是
A、從氮到鉍隨原子序數(shù)增加,單質(zhì)的密度逐漸減小
B、N、P主要表現(xiàn)非金屬性,A S以非金屬性為主,但已表現(xiàn)出一些金屬性,而Sb、Bi已表現(xiàn)出明顯的金屬性
C、氮族元素中,都有-3、+3、+5價態(tài)化合
11、物
D、氮的化合價最復(fù)雜
4.下列反應(yīng)起了氮的固定作用的是
A、N2和H2在一定條件下反應(yīng)生成NH3
B、NO和O2反應(yīng)生成NO2
A、等于1
B、大于1
C、小于1
D、以上都可以
9.某密閉容器中充入的NO和O2的物質(zhì)的量分別是a和b,待反應(yīng)后容器內(nèi)氮原子數(shù)和
氧原子數(shù)之比為
A、a:b
B、a:2b
C、a:(a+b)2
D、a:(a+2b)
10.氮氣與其它單質(zhì)化合,一般需高溫,有時還需要高壓等條件,但金屬鋰在常溫常壓下能與氮氣化合生成氮化鋰,這是因為①此反應(yīng)可能是吸熱反應(yīng)②此反應(yīng)可能是放熱反應(yīng)③此反應(yīng)可能是氮分子不必先分解為原子④此反應(yīng)可能是氮分子先分解
12、為原子
A、①②
B、②④
C、②③
D、①④
二、計算
11.某試管中盛有NO2和NO的混合氣體25mL,將其倒扣于盛水的大燒杯中,反應(yīng)停止后,試管中剩余15mL氣體。求:
①原混合氣體中有NO多少毫升?
②如果向試管中的剩余氣體中通入9.3mL O2,充分反應(yīng)后試管中剩余氣體的體積為多少?
③若大燒杯中共有水500mL(包括進(jìn)入試管中的水),反應(yīng)前后溶液體積不變,則所得硝酸溶
液的物質(zhì)的量濃度是多少?(氣體體積均已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況,不考慮N 2O 4的存在)
【能力訓(xùn)練答案】
一、選擇題
1、C
2、A C
3、B D
4、A
5、B
6、A
7、A
8、A B
9、D 10、C 二、計算題
11、①V NO 2=(25mL -15mL)mL 152
3=? V NO =25mL -15ML=10mL
②據(jù)反應(yīng)4NO+3O 2+2H 2O=4HNO 3 ∵15:9.3>4:3 ∴NO 過量 V NO =15mL -9.3mL
mL 6.23
4
= ③C HNO 3=L mol L
mol L L /1025.0/4.2210)6.225(33--?=?-
答:略