人教版高三化学 第八章《氮族元素氮气》复习教案（一） 6页

‎ ‎ 第八章《氮族元素》高三化学复习教案（一）‎ ‎【教学内容】‎ ‎ 氮族元素、氮气、磷 ‎【知识讲解】‎ ‎ 一、氮族元素的结构特点 ‎ 1．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。‎ 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R2O5‎ ‎3、在气态氢化物中，都显－3价化学式为RH3‎ ‎4、最高价氧化物的水化物的化学式为 H3RO4或HRO3‎ 1、 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N

P 4、 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。‎ ‎ - 6 -‎ 针对性训练 ‎ ‎ 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 HNO3>H3PO4>H3ASO4.‎ ‎ 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=2Na3ASO4‎ ‎ ②3CaS+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+ △V ‎ X 1 1+－X ‎ 1 75%‎ ‎ X=4‎ 答案 A4 4AH3=A4+6H2‎ ‎2．氮气 ‎（1）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%。‎ ‎（2）氮气的分子结构 电子式为:N  N:,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.‎ ‎（3）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 2NO 2NO+O2==2NO2‎ ‎ - 6 -‎ N2+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mg Mg在空气中完全燃烧，所得固体的质量小于m×g，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+）‎ ‎..‎ ‎..‎ ‎..‎ ‎..‎ ‎3、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=2NO2 2NO2 N2O4‎ ‎ （无色） （红棕色） （无色）‎ ‎ 3NO2+H2O=2HNO3+NO ‎ 4NO2+O2+2H2O=4HNO3‎ ‎ 4NO+3O2+2H2O=4HNO3‎ ‎ NO2是一种强氧化剂，能将I－、SO2、H2S等氧化 ‎ 2KI+4NO2=2KNO3+I2+2NO ‎ SO2+NO2=NO+SO3‎ ‎ H2S+NO2=S+NO+H2O 针对性训练 ‎ 例4 将盛有25mL NO、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XmL ‎ 3NO2+H2O=2HNO3+NO －△V ‎ 3 1 2‎ ‎ X 25－15=10‎ ‎ X=15(mL)‎ ‎ 则NO占:25mL－15mL=10mL ‎ VNO: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 ‎ ‎ - 6 -‎ ① a装置中发生的反应方程式是 ‎ 序号 a b c 仪 器 及 名 称 序号 ‎ d ‎ e 仪 器 及 名 称 ② b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 ‎ ③ 实验装置最末端排出的气体成分是 。‎ 答案 ①D．C．B．e、a ②H→F E→D C→N M→B ‎③3Mg+N2 加热 Mg3N2 ④吸水、除CO2、除O2‎ ‎⑤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．①②③ B．②④⑤ C．①③④ D．②③⑤‎ ‎2．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NH3‎ ‎ C．PH3的还原性大于NH3 D．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NH3‎ ‎ B．NO和O2反应生成NO2‎ ‎ C．NH3经催化氧化生成NO ‎ - 6 -‎ ‎ D．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 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ ‎④‎ A中气体 H2S H2‎ NH3‎ NO B中气体 SO2‎ Cl2‎ HCl O2‎ ‎ A．②③④① B．③①④②‎ ‎ C．③②①④ D．④③②①‎ ‎6．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、Br2 B．NO2、NO、N2‎ ‎ C．NO2、O2、NO D．N2、O2、Br2‎ ‎7．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6mL NO 2，6mL O2和，6mL NO最终试管里气体的体积是 （ ）‎ ‎ A．没有气体 B．12mL C．4mL D．2mL ‎ ‎8．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1 B．大于1 C．小于1 D．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:b B．a:2b C．a:(a+b)2 D．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．①② B．②④ C．②③ D．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9.3mL O2,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）‎ ‎【能力训练答案】‎ 一、选择题 ‎ 1．C 2．A C 3．B D 4．A 5．B 6．A 7．A ‎ 8．A B 9．D 10．C 二、计算题 ‎ - 6 -‎ ‎ 11．①VNO2=(25mL－15mL) ‎ ‎ VNO=25mL－15ML=10mL ‎ ②据反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3‎ ‎ ∵15:9.3>4:3 ∴NO过量 ‎ VNO=15mL－9.3mL×‎ ‎ ③CHNO3=‎ ‎ 答:略 ‎ - 6 -‎