高考化学自主复习要点 第8章 氮族元素训练课件

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1、要点感悟04随堂试训10要点感悟 1.氮族元素的原子结构 （内容详见学生用书） 2.氮的氧化物 例2 上世纪80年代后期人们逐渐认识到，NO在人体内起着多方面的重要作用。下列关于NO的说法不正确的是（ ） A.NO分子中有极性共价键 B.NO是造成光化学烟雾的因素之一 C.NO是汽车尾气的有害成分之一 D.NO分子所含电子总数为偶数 解析 NO是双原子化合物分子，肯定是含极性键的极性分子，作为汽车尾气的有害成分之一，会带来光化学烟雾、酸雨等一系列环境问题。NO分子所含电子总数为15个。要点感悟 3.氮气的化学性质 例3 氮气与其他单质化合一般需要高温，有时还需高压等条件，但金属锂在常温、常压下

2、就能与氮气化合生成氮化锂，这是因为（ ） 此反应可能是吸热反应 此反应可能是放热反应 此反应可能是氮分子不必先分解成为原子 此反应可能是氮分子先分解成为原子 A. B. C. D.要点感悟 解析 氮分子中存在NN，键能很大，非常牢固，通常情况下很难断裂NN键成为氮原子与其他物质反应，如果氮分子能与这种物质容易反应，只可能是氮分子不必先分解为氮原子这种情况；另外化学反应中放热反应一般比较容易发生。综上所述正确选项应为C选项。 4.磷的单质及化合物 例4 磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物。3.1 g的单质磷（P）在3.2 g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出X kJ热量。 （ 1） 通 过

3、计 算 确 定 反 应 产 物 的 组 成 （ 用 化 学 式 表 示 ） 是 ，其相应的质量（g）为 。要点感悟 （2）已知单质磷的燃烧热为Y kJmol，则1 mol P与O2反应生成固态P2O3 的反应热H 。 （3）写出1 mol P与O2反应生成固态P2O3 的热化学反应方程式： 。 解析 （1）磷在氧气中燃烧，可能生成的两种固态氧化物应为P2O5和P2O3, 有关反应的化学方程式为4P5O2 2P2O5，4P3O2 2P2O3。 由上述化学方程式可知，3.1 g P(0.1 mol P)生成P2O5需1. 25 mol O2，生成P2O3需0.75 mol O2，现题给氧气量为0.

4、1 mol，故应生成上述两种氧化物。要点感悟 设两种氧化物的物质的量分别为a、b，则有 解得 m(P2O5)0.025 mol142 gmol3.55 g m(P2O3)0.025 mol110 gmol2.75 g （2）单质磷的燃烧热为Y kJmol，即1 mol P完全燃烧生成P2O5固体时放出的热量为Y kJ。 由（1）的结果可知，若有2 mol P按题给条件燃烧，应有1 mol P燃烧生成P2O5，另有1 mol P燃烧生成P2O3，共放出热量20X kJ，所以1 mol P燃烧生成P2O3放出的热量为(20XY) kJ。要点感悟 答案 （1）P2O3、P2O5 2.75、3.55

5、（2）(20XY) kJmol （3）P(s)34O2(g) 12P2O3(s) H(20XY) kJmol 随堂试训 1.关于氮和磷两种元素的叙述正确的是（ ） A.它们的原子最外层电子数相等，它们的最高正价都是5价 B.白磷较氮气性质活泼，所以PH3的稳定性要小于NH3 C.因为氮原子半径比磷原子半径要小，所以氮的相对原子质量比磷的相对原子质量小 D.磷酸比硝酸稳定，说明磷的非金属性不一定比氮弱 解析 由氮族元素的结构特点可知，它们的最外层电子都是5个，最高正价为5，故A正确。气态氢化物的稳定性与单质的活泼性无因果关系，元素的非金属性强弱与其对应的含氧酸的稳定性无因果关系，原子半径的大小与

6、相对原子质量之间也不存在比例关系。随堂试训 2.根据砷元素在元素周期表中的位置，推测砷元素单质及其化合物不可能具有的性质是（ ） A.砷元素单质在通常情况下是固体 B.砷元素有3、3、5等多种化合价 C. As2O5对应的水化物的酸性比磷酸强 D.砷化氢不稳定 解析 根据同主族元素性质的递变性知：H3PO4的酸性比H3AsO4强，PH3的稳定性大于AsH3。正确选项为C。随堂试训 3.收集NO和NO2两种气体（ ） A.都可用排水集气法 B.都可用向上排空气集气法 C. NO用向上排空气集气法，NO2用排水集气法 D. NO用排水集气法，NO2用向上排空气集气法 解析 NO能与O2反应，不能用

7、排空气法收集；NO2能与H2O反应，不能用排水法收集，D正确。 要点感悟04随堂试训13要点感悟 1.喷泉实验 （内容详见学生用书） 2.氨气的化学性质 例2 同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满： NH3，NO2，进行喷泉实验，如图所示，经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度（ ）要点感悟 A. B. C. D.不能确定 3.关于氨水的有关问题 例3 在1 L 1 molL1的氨水中（ ） A.含有1 mol NH3分子 B.含NH3和NH 之和为1 mol C.含NH3H2O 1 mol D.含NH3、NH3H2O、NH 之和为1 mol 解析 两种气体经充分反应后， 中溶液可充满

8、烧瓶， 中溶液可达烧瓶容积的三分之二， 中c(NH3H2O)1Vm，中c(HNO3) 。要点感悟 解析 氨水中含氮粒子共有NH3、NH3H2O和NH ，故由物质守恒可知应选D。 4.有关铵盐的问题 例4 NH4H与NH4Cl结构相似，但与水可以反应可生成H2。以下说法正确的是（ ） A.H离子半径比Li离子半径小 B.NH4H与水反应生成两种可燃性气体 点评 应注意NH3H2O NH3H2O NH OH均为可逆反应，同时注意计算氨水浓度时，溶质是NH3，而不是NH3H2O。要点感悟 C.NH4H是离子化合物 D.NH4H的水溶液呈酸性 5.氨气的实验室制法 例5 实验室用氨气还原氧化铜的方法测

9、定铜的近似相对原子质量，反应的化学方程式为：2NH33CuO N23Cu3H2O 解析 由题目所给信息：NH4HH2O NH3H2OH2且NH4Cl是离子化合物，故B、D均不正确；由于H离子与Li离子核外电子层结构相同，但H核电荷数比Li小, 所以H离子半径比Li离子半径大。要点感悟 试回答：（1）如果选用测定反应物CuO和生成物H2O的质量m(CuO)、m(H2O)时，请用下列仪器设计一个简单的实验方案。 仪 器 连 接 的 顺 序 (用 字 母 编 号 表 示 ， 仪 器 可 重 复 使 用 ) ；d中浓硫酸的作用是 ， ；实验完毕时观察到a中的现象是 。要点感悟 列出计算Cu的相对原子质

10、量的表达式 ； 下列情况将使测定结果偏大的是 。(以下选择填空不限一个正确答案，均用字母编号填写) a.CuO未全部还原为Cu b.CuO受潮 c.CuO中混有Cu （2）如果仍采用上述仪器装置，其他方案可选用测定的物理量有（ ） a.m(Cu)和m(CuO) b.m(N2)和m(H2O) c.m(Cu)和m(H2O) d.m(NH3)和m(H2O) 解析 （1）NH4Cl和Ca(OH)2反应可生成 NH3，经碱石灰干燥后（不能用浓 H2SO4干燥），因为浓 H2SO4要吸收 NH3， 把 NH3通 入 a装置发生主体反应，将反应后生成的水蒸气用 C吸收（不能用浓H2SO4吸收），因为还有未反

11、应的NH3也可被浓H2SO4吸收，这样测量水的质量就偏大，多余的NH3用浓H2SO4吸收，同时也防止空气中的水蒸气进入第二个C装置中。 2NH33CuO N23Cu3H2O（设铜的相对原子质量为x） 3(x16) 318 m(CuO) m(H2O) 或考虑计算铜的相对原子质量的思路是：要点感悟 M(Cu)M(CuO)16 如果测量反应前后硬质玻璃管的质量，则可测出反应生成的铜的质量，从测得的氧化铜的质量可计算铜的相对原子质量为： 从测得的生成的水的质量，也可计算铜的相对原子质量为：要点感悟要点感悟 要使测定结果偏大，则m(H2O)要偏小，其中（a）导致m(H2O)偏小，（b）导致m(H2O)偏

12、大,（c）相当于m(H2O)偏小。故选a、c。 （ 2） 由 于 气 体 的 质 量 难 于 测 量 ， 也 难 于 收 集 ， 所 以（b）（d）是不可选用的。 答案 （1）b c a c d 吸收未反应的氨 防止空气中水分进入 固体由黑色转变为红色 a、c （2）a、c 随堂试训 1.有关氨的说法不正确的是（ ） A.NH3是4核10电子极性分子，三角锥形，具有还原性 B.NH3极易溶于水，可做喷泉实验，氨气易液化，液氨可用作制冷剂 C.氨气是非电解质，氨水是电解质 D.蘸有浓盐酸的玻璃棒遇氨气可产生白烟 解析 NH3分子中氮元素3价是最低价态，因此NH3具有还原性，A正确；根据相似相溶原

13、理知极性分子NH3易溶于极性溶剂H2O，氨的蒸发热很大，可作制冷剂，B正确；电解质、非电解质都指化合物，而氨水是混合物，故C不正确；浓盐酸与NH3作用产生白色晶体NH4Cl，故D正确。随堂试训 2.实验室里可按图所示的装置干燥、贮存某气体R，多余的气体可用水吸收，则R是（ ） A.NO2 B.HCl C.CH4 D.NH3 解析 分析题图所示装置，收集贮存气体R时，储气瓶的进气管短、出气管长，说明气体R的密度比空气小，A、B不正确。因为多余的R气体可用水吸收，该气体应易溶于水，故R为NH3。 要点感悟04随堂试训13要点感悟 1.硝酸的强酸性 （内容详见学生用书） 2.硝酸盐的制取 例2 用以

14、下三种途径来制取相等质量的硝酸铜： （1）铜跟浓硝酸反应；（2）铜跟稀硝酸反应；（3）铜先跟氧气反应生成氧化铜，氧化铜再跟硝酸反应。以下叙述中正确的是（ ） A.三种途径所消耗的铜的物质的量相等 B.三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等 C.所消耗的铜的物质的量是：途径(3)途径(1)途径(2) D.所消耗的硝酸的物质的量是：途径(1)途径(2)途径(3)要点感悟 解析 本题是评价制备方案的优劣。从绿色化学角度看（1）要节约原料；（2）是副产品对环境污染小。 （1）Cu4HNO3(浓) Cu(NO3)22NO22H2O （2）3Cu8HNO3(稀) 3Cu(NO3)22NO4H2O （3）2Cu

15、O2 2CuO CuO2HNO3 Cu(NO3)2H2O 若生成3 mol Cu(NO3)2，可得消耗原料量及生成污染物NOx的量（见下表）：Cu(NO3)2CuHNO3NOx（1）3 mol3 mol12 mol6 mol（2）3 mol3 mol8 mol2 mol（3）3 mol3 mol6 mol0 mol要点感悟 由上表知：（1）耗HNO3最多，生成污染物最多；（3）耗HNO3最少，没有污染物。 3.金属与硝酸的反应 例3 某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只有单一的还原产物。当参加反应的金属与被还原的HNO3的物质的量之比为21时，还原产物是（ ） A.NO2 B.NO C.N2

16、O D.N2 解析 本题主要考查 HNO3的氧化性和运用数学工具解决化学问题的能力。由于金属未知， HNO3浓度范围未知，此题的突破口应 在 “还原产物单一 ”“单质与被还原的 HNO3的物质的量之比为2 1 ”上，应用氧化还原反应电子转移守恒。设金属的化合价为 n，要点感悟HNO3的还原产物中的化合价为x，则：2（n0）1（5x）即x52n。讨论： 当n1时，x3，为N2O3，未在选项中出现。 当n2时，x1，为N2O，选项C符合题意。 当n3时，x1，无此价态氮的化合物。 由于金属阳离子一般不出现4价或以上的价态，故不再讨论。 4.关于浓酸变稀的问题 例4 38.4 mg Cu与适量的浓H

17、NO3反应，铜全部作用后，共收集到22.4 mL气体(标准状况下)，反应消耗的HNO3其物质的量可能是（ ） A.1.0103 mol B.1.6103 mol C.2.2103 mol D.2.4103 mol要点感悟 解析 本题主要考查HNO3与金属反应时HNO3所起的作用及灵活应用化学方程式的计算能力。由于HNO3适量，随着与Cu的反应，浓度会逐渐降低，因此该过程中实际上发生了两个反应：Cu4HNO3（浓） Cu(NO3)22NO22H2O、3Cu8HNO3(稀) 3Cu(NO3)22NO4H2O，反应中消耗的HNO3包括两部分：起氧化剂作用和起酸作用，前者被还原成NO2、NO气体，后者

18、以Cu(NO3)2的形式存在。因此可以看作： HNO3(氧化剂) NO2(或NO) 1.0103 mol要点感悟 Cu 2HNO3(酸) 1.2103 mol 所以消耗HNO3共2.2103 mol 5.有关硝酸的综合实验 例5 某兴趣小组设计出如下图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。 （1）实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c。其目的是 。要点感悟 （2）在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸。c中反应的化学方程式是 。再由a向c中加2 mL蒸馏水，c中的实验现象是 。 （3）该

19、小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4Cl2Br2。操作步骤为 ，实验现象为 ；但此实验的不足之处是 。 解析 （1）根据题目的叙述可以知道，这样操作的目的是检验装置的气密性，按题目所述若d试管内有气泡，且冷却后导管中有一段水柱，说明气密性良好。 （2）c中放一小块铜片，由分液漏斗 a向c中加入 2 mL浓硝酸时要点感悟发生反应为Cu4HNO3(浓) Cu(NO3)22NO22H2O；若再由a向c中加2 mL蒸馏水，浓硝酸的浓度变小，所以反应变得缓慢，产生的气体颜色变浅。 （3）若用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4Cl2Br2，根据氧化还原反应的规律可以得出应先用KMnO4制Cl2，

20、再用Cl2制Br2。所以实验的操作步骤为向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸；其中实验的现象为c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为黄棕色。但是由于Cl2和Br2均为有毒的气体，所以需要尾气处理。要点感悟 答案 （1）检查装置气密性 （2）Cu4HNO3（浓） Cu(NO3)22NO22H2O 反应变缓，气体颜色变淡 （3）向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸 c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为黄棕色 没有处理尾气 随堂试训 1.已知下述三个实验均能发生化学反应： 下列判断正确的是（ ） A.实验中铁钉只做还原剂 B.实验中Fe2既显氧化

21、性又显还原性 C.实验中发生是置换反应 D.上述实验证明氧化性：Fe3Fe2Cu2将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴浓硝酸将铜丝放入氯化铁溶液中 解析 实验中铁的化合价由0升到2价，只作还原剂。随堂试训 2.向盛有Fe(NO3)2溶液的试管中加入适量的稀盐酸，有什么现象?为什么? 解析 因为NO 在酸性条件下有强氧化性，可将Fe2氧化为Fe3，溶液由浅绿色变为黄色。且NO 被还原为NO，遇O2转变为NO2，气体呈红棕色。 4.工业上用铜屑和浓硝酸为原料制取硝酸铜。在实际生产中，先把铜屑在空气中灼烧，再跟用等体积水稀释的浓硝酸反应来制取硝酸铜。试简要回答： 答案 溶液由浅绿色变为黄色

22、，管口有红棕色气体产生。 3Fe24HNO 3Fe3NO2H2O 2NOO2 2NO2随堂试训 （1）不用铜屑直接跟硝酸反应而采取该法制硝酸铜的优点是 。 （2）浓硝酸用等体积水稀释的目的是 。 解析 （1）直接与HNO3反应： Cu4HNO3（浓） Cu(NO3)22NO22H2O 3Cu8HNO3（稀） 3Cu(NO3)22NO4H2O 先把铜屑在空气中灼烧，再跟硝酸反应： 2CuO2 2CuO CuO2HNO3 Cu(NO3)2H2O随堂试训 制得1 mol Cu(NO3)2需4 mol浓HNO3，需83 mol稀HNO3，而Cu先氧化成CuO，再变成Cu(NO3)2，只需2 mol HNO3，所以耗原料少且无污染性的NO2和NO产生。 （2）浓HNO3不稳定，易分解且容易挥发，腐蚀性强，且相对于稀硝酸与铜反应，生成等量的Cu(NO3)2需HNO3的量多，所以应先稀释。 答案 （1）硝酸的利用率高，不会因产生氮的氧化物污染空气 （2）浓HNO3不稳定，很容易分解且容易挥发，会腐蚀设备等，且稀释后更能节省原料