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1、高三化学教学案课题 第一章 氮族元素 第一节 氮和磷 时间考纲解读：教学过程：基础知识梳理：一、氮族元素(N、P、As、Sb、Bi)1.原子结构、主要化合价：最外层都有 5 个电子，从 N、P、As、Sb、Bi，电子层依次增加，原子半径依次增大；最低化合价为-3 价，最高化合价为+5 价。2.元素性质递变规律：失电子能力依次增强金属性渐强；得电子能力渐弱非金属性渐弱3.单质性质：递交完整，无明显共性注意：（1）.氮族元素的相似性：最外电子层上均有 5 个电子，获得 3 个电子可以达到稳定结构，所以氮族元素能显-3价，最高价均为+5 价。最高价氧化物的通式为 R2O5，对应水化物通式为 HRO3
2、 或 H3RO4。气态氢化物通式为 RH3。（2） 氮族元素的递变性：氮 磷 砷 锑 铋非金属逐渐减弱、金属性逐渐增强HNO3 H3PO4 H3AsO4 H3SbO4 H3BiO4酸性逐渐减弱、碱性逐渐弱增强 NH3 PH3 AsH3稳定性减弱、还原性增强（3）氮族元素的一些特殊性：+5 价氮的化合物（如硝酸等）有较强的氧化性，但+5 价磷的化合物一般不显氧化性。1了解氮族元素及其原子结构，理解其性质递变规律。2了解氮气的物理性质和分子结构。3掌握氮气的化学性质和主要用途。4掌握氮的氧化物的化学性质及有关计算。5了解氮的固定。6了解磷的同素异形体，及其化合物的主要化学性质。氮元素有多种价态，有
3、 N2O、NO、N 2O3、NO 2、N 2O4、 N2O5 等 6 种氧化物，但磷主要显+3、+5 两种价态。二、代表元素 N、对氮及其化合物的相互转化可按下列关系网进行认识。（1）氮气分子结构：氮气是由氮原子组成的双原子分子。氮分子中 2 个氮原子共用 3 对电子,形成 3 个共价键。NN 的键能很大（946kJmol -1） ，所以 N2 很稳定，通常情况下，性质很不活泼。 电子式： 结构式： NN （2）氮的存在游离态：大气中 N2 的体积比为 78%、质量比为 75%。化合态：无机物中（如硝酸钾等） ，有机物中（如蛋白质、核酸等） 。（3）氮气的物理性质无色无味，难溶于水（1:0.0
4、2 ） ，比空气稍轻。常见气体在常温常压下的溶解度。难溶气体：N 2（1:0.02） ；H 2（ 1:0.02） ； 微溶气体：O 2（1:0.2）可溶气体：Cl 2（1: 2） 、H 2S（1:2.6 ） 易溶气体：SO 2（1:40）极易溶气体：HCl（1:500）问题思考：实验室制 N2 时应该用什么方法来收集？ 参考答案：排水法（4）氮气的化学性质：（A）与氢气反应 （B）跟镁反应：3Mg+N 2 Mg3N2 点 烯（C）与氧气反应：N 2+O2 2NO 高 温 或 放 电 条 件 下注意：a.从氧化还原反应角度分析上述三个反应，得出“氮气既能表现氧化性，也能表现还原性”的结论。b.“
5、雷雨发庄稼” 这句农谚的本质：一氧化氮是一种无色气体、二氧化氮显红棕色。通常条件下，一氧化氮易转化为二氧化氮。（5）氮气的用途A合成氨、制氮肥、制硝酸。B用作保护气：焊接金属、充填灯泡、保存粮食和水果。（6）氮的固定将游离态的氮转变为氮的化合物的过程叫做氮的固定。途径：自然固氮（雷雨固氮、生物固氮） ；人工固氮：合成氨。问题思考： 光化学烟雾及其造成的主要原因参考解答：NO 2 在紫外线照射下，会发生一系列化学变化，产生一种有毒的烟雾光化学烟雾。空气中的 NO2是造成光化学烟雾的主要原因。注意：NO 和 NO2是大气污染物；主要来自石油产品和煤燃烧的产物、汽车尾气以及硝酸工厂的废气等。问题思考
6、： NO 2、溴蒸气怎样鉴别？参考解答：将两种气体分别通入水中，得到无色溶液的是 NO2（二氧化氮跟水反应 3NO2+H2O=2HNO3+NO） ，得到有色溶液的是溴蒸气。注意：1.氮的氧化物中和有关酸中的非氢氧元素的化合价一样的就是对应酸的酸酐。HNO2 N2O3 HNO3 N2O52. NO2与水反应以及 NO2 、 NO、O 2跟反应的计算a二氧化氮跟水反应：3NO 2+H2O=2HNO3+NOb二氧化氮、氧气同时跟水反应：4NO 2+O2+H2O = 4HNO3c一氧化氮、氧气同时跟水反应：4NO+3O 2+H2O = 4HNO3例如：二氧化氮跟氧气的混合气体溶于水时，可能有以下向三种
7、情况：一氧化氮和氧气的混合气体通入水时，最终是：V/(NO):V(O2)=4:1, 恰好根据上反映 3 完全反应注意：a. 氮分子的结构、性质和具体反应之间的联系：b. 非金属元素及其化合物间的转化关系：三、磷: 白磷和红磷是磷的同素异形体中最重要的两种。1磷的性质 (1)磷跟氧的化合反应 （磷在空气中燃烧）：4P+5O2 2P2O5（白烟现象） 点 燃注意：五氧化二磷吸水 P2O5+3H2O H3PO4 (2)磷跟卤素化合（磷在氯气中燃烧）：2P+3Cl2 2PCl3（白雾现象） 点 燃2PCl3+Cl2 2PCl5（白烟现象） 点 燃2白磷、红磷性质差异的原因白磷和红磷的着火点不同，白磷的
8、着火点比红磷低得多，当白磷受到轻微的摩擦或被加热到 40时，就会燃烧；即使在常温下，白磷在空气中也会缓慢氧化，氧化时发出白光，在暗处可以清楚地看见。所以，白磷必须贮存在密闭容器里，少量时可保存在水里。白磷和红磷燃烧，都生成唯一的产物白色的五氧化二磷。 3磷的存在和用途：在自然界中，没有游离态的磷存在，磷主要以磷酸盐的形式存在于矿石中。是构成蛋白质的成分之一，是化工原料之一。磷的两种同素异形体白磷和红磷的比较白磷 红磷分子结构 P4 正四面体型，分子晶体 结构复杂，分子晶体颜色 白色蜡状固体 暗红色粉未密度（gcm -3） 1.82 2.34溶解性 不溶于水，易溶于 CS2 不溶于水，也不溶于
9、CS2毒性 剧毒 无毒着火点 40，易自燃 240，可燃还原性 易被氧化，发磷光 不易被氧化保存 少量保存在水中 贮存在密闭瓶中相互转化 隔绝空气条件下，白磷加热到 260可转化为红磷，红磷加热到 416以上（升华）可得到白磷。磷（氮族） 、硫（氧族） 、氯（卤族）的比较磷 硫 氯跟氢气化合难易程度很难跟 H2 直接化合 硫蒸气在加热时才能跟 H2 直接化合Cl2 和 H2 混合，在光照或点燃情况下迅速反应发生爆炸气态氢化物的稳定性PH3 不稳定，易分解 H2S 较不稳定，加热可分解HCl 很稳定，加热到1000时才开始分解最高价氧化物对应水化物的酸性H3PO4 是中强酸 H2SO4 是强酸
10、HClO4 为最强的含氧酸结论 从氮族到卤族，非金属性逐渐增强四、磷酸 是无色透明的晶体，常用的磷酸(8398 )是一种无色粘稠的液体。磷酸是中强酸，跟碱反应可生成正盐、一氢盐、二氢盐等三类盐。五氧化二磷(磷酐)极易与水化合，有强烈的吸水性，所以是很强的干燥剂和脱水剂。溶于热水生成磷酸（无毒） ，溶于冷水生成偏磷酸（有毒） 精讲：一、氮族元素(N、P、As、Sb、Bi)1.原子结构、主要化合价：2.元素性质递变规律：3.单质性质：4.化合物性质：5.氮气的用途6.氮的固定二、磷 三、磷酸 注意：详细内容见知识梳理课堂训练：1.最新研究表明：NO 吸收治疗法可快速改善 SARS 重症患者的缺氧状
11、况，缓解病情。病毒学研究同时证实，NO 对 SARS 病毒有直接抑制作用。下列关于 NO 的叙述正确的是（ ）ANO 是一种红棕色的气体 B常温常压下，NO 不能与空气中氧气直接化合C含等质量的氧元素的 NO 和 CO 的物质的量相等DNO 易溶于水，不能用排水法收集2.已知磷酸分子（ ）中的三个氢原子都可以跟重水分子（D 2O）中的 D原子发生氢交换。又知次磷酸（H 3PO2）也可以跟 D2O 进行氢交换，但次磷酸钠（NaH 2PO2）却不能再跟 D2O 发生氢交换。由此可推断 H3PO2 的分子结构是 （ ）A B C D 3. 能证明氮元素比磷元素非金属性强的事实是 （ ） AHNO 3
12、比 H3PO4酸性强 BN 2是气态 P 是固态CNH 3极易溶于水，PH 3难溶于水 DNH 3比 PH3稳定4. 砷为第四周期 VA 族元素，根据砷元素在元素周期表中的位置推测，砷不可能具有的性质是： （ ）A砷在通常状况下是固体 BAs 2O5对应水化物的酸性比 H3PO4弱C可以有-3、+3、+5 等多种化合价 D砷的还原性比磷弱5.同温同压下，在 3 支相同体积的试管中分别充有等体积混合的 2 种气体，它们是NO和 NO2， NO2 和 O2， NH3 和 N2。现将 3 支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为 V1、V 2、V 3，则下列关系正确的是（ ）AV
13、 1V 2V 3 BV 1V 3V 2 CV 2V 3V 1 DV 3V 1V 26.将盛有氮气和二氧化氮混合气体的试管倒立于水中，经过足够时间后，试管内气体体积缩小为原体积的一半，则原混合气体中氮气和二氧化氮的体积比是。7.将容积为 50mL 的量筒内充满 NO2和 O2的混合气体，倒置量筒在盛满水的水槽里，足够时间后，量筒里剩余气体体积为 5mL。则混合气体中 NO2和 O2体积比可能是。拓展提高：1氮的固定是指 ( )A植物从土壤中吸收含氮养料 B豆科植物根瘤菌将含氮化合物转变为植物蛋白质C将氨转变为硝酸及其他氮的化合物 D将空气中的氮气转变为含氮化合物2下列事实或名词与环境污染无关的是
14、 ( )A温室效应 B酸雨 C光化学烟雾 D潮汐3室温时在容积为 m mL 的试管中充满 NO2 气体，然后倒置于水中到管内水面不再上升时为止，再通 n mL O2，则管内液面又继续上升，测得试管内最后剩余气体为 a mL。则m、n 的关系为 ( ) Am= 4n + 3a Bm = 4n 4a Cm：n = 4： 1 Dm ：n = 4：34下列关于白磷和红磷性质的叙述中不正确的是 ( )A. 在空气中燃烧都生成 P2O5 B. 白磷有毒，红磷无毒C. 都不溶于水，但都能溶于 CS2 D. 白磷和红磷互为同素异形体5以下气体与人体血液和血红蛋白作用而弓 I 起中毒的是 ( )ANO BCO CNH 3 DCl 26A、B、C 为短周期元素，这些元素原子的最外层电子数分别是 1、5、6，则由这三种元素组成的化合物的化学式不可能是
