2012-10-12氮族元素

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个 性 化 教 学 设 计 教 案 授课时间：2012年10月12日（18:45-21：00） 年级：高三 学科： 化学 课时：2 课题名称 备课时间： 2012年10月10日 学生姓名：刘梓菁 授课教师：李志浓 氮及其化合物 1.了解氮气及其重要含氮化合物的主要性质及应用 教学目标 2.了解某些含氮化合物对环境质量的影响 3.能综合应用氮及氮的化合物知识 4.了解铵盐的性质 1.知道氮气稳定的原因及用途。 教学重点 2.了解常见的氮的氧化物(NO、NO2)的性质及对环境的影响。 教学难点 3.会用硝酸的氧化性解释硝酸与金属、非金属及其他具有还原性物质反应的特点。 一、氮气 (1)氮的固定 使空气中__________的氮转化为__________的过程。 (2)氮气的性质 ①物理性质 纯净的N2是一种无色无味的气体，难溶于水，在空气中约占总体积的______。 ②化学性质 通常情况下，N2化学性质很稳定，只在高温、放电、催化剂等条件下才能发生一些化学反应。 a．与H2反应：________________________________________________。 教学过程 b．与O2反应：____________________________________________。 【思考】根据氮在元素周期表中的位置可知氮元素是一种活泼的非金属，为什么氮气很稳定？ 二、氮的氧化物 氮有多种价态的氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等。 完成NO和NO2的比较表： 物理性质 化学性质 颜色 毒性 溶解性 与O2反应 与H2O反应 NO 2NO＋O2===2NO2 NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 第 1 页 共 16 页

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实验室制法(填化学方程式) 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O ①与血红蛋白结合使人中毒 与人体、环境的关系 ②转化成NO2形成酸雨、光化学烟雾 特别提醒 (1)氮的氧化物都是大气污染物。 (2)空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。 形成酸雨、光化学烟雾 (3)空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。 (4)NO2：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝。 氮的氧化物的几种计算的方法 (1)NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水时，可依据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，利用气体体积的变化差值进行计算。 (2)NO2和O2的混合气体溶于水时，由反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3进行计算。 ①当V(NO2)∶V(O2)＝4∶1时，恰好完全反应，无气体剩余。 ②当V(NO2)∶V(O2)>4∶1时，NO2过量，剩余气体为NO。 ③当V(NO2)∶V(O2)<4∶1时，O2过量，剩余气体为O2。 (3)NO和O2的混合气体溶于水时，由反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3进行计算。 ①当V(NO)∶V(O2)＝4∶3时，恰好完全反应。 ②当V(NO)∶V(O2)>4∶3时，剩余气体为NO。 ③当V(NO)∶V(O2)<4∶3时，剩余气体为O2。 (4)NO、NO2、O2三种混合气体同时通入水中，可先按反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO求出NO2与水反应生成NO的体积，再加上原混合气体中NO的体积，得NO的总体积，再按反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3进行计算。 (5)通常“纯净”的NO2或N2O4并不纯，因为在常温常压下它们存在着一个平衡： 2NO2 N2O4，在涉及NO2气体颜色变化、压强、密度、相对分子质量等问题时，要考虑此可逆反应的存在。 高考题组 氮的氧化物 1．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×” (1)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在 ( ) (2010·山东理综，13C) (2)NO可用于某些疾病的治疗 ( ) (2010·上海，4D) 2．(2011·上海综合，13)发射“嫦娥二号”的长三丙火箭由三个子级构成。其中一子级上部装有液体四氧化二氮(N2O4)，下部装有液体偏二甲肼(C2H8N2)。发动机内燃烧的化学方程式为C2H8N2＋2N2O4―→3N2＋2CO2＋4H2O，该反应中 ( ) A．C2H8N2发生还原反应 B．C2H8N2是氧化剂 第 2 页 共 16 页

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C．N2O4发生氧化反应 D．N2O4是氧化剂 3．(2009·宁夏理综，7)将22.4 L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积变为11.2 L(体积均在相同条件下测定)，则该氮氧化合物的化学式( ) A．NO2 三．氨 1．氨的结构、性质和用途 （1）氨的结构： 电子式： 结构式： 空间构型：三角锥形；NH3是极性分子。 （2）物理性质：无色有特殊剌激性气味的气体，极易溶于水，常温常压下1体积水能溶解700体积的NH3 。 （3）化学性质： ①与水反应： NH3+H2O NH3·H2O NH4+OH ＋― B．N2O3 C．N2O D．N2O4 NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此性质检验NH3。 ②与酸的反应： NH3+HCl=NH4Cl（生成白烟） NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 ③与氧化剂反应： 4NH3+3O2 4NO+6H2O △ 2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O 8NH3+3Cl2 = N2 + 6NH4Cl 2．氨的工业制法和实验室制法 （1）工业制法其反应方程式： 高温、高压 N2+3H2 2NH3 （2）实验室制法 催化剂 ① 药品：铵盐（氯化铵）与消石灰固体混合加热 △ CaCL2+2NH3 +2H2O ②反应方程式：2NH4Cl +Ca(OH)2 ③装置：固+固+加热型，同于实验室用KClO3和MnO2固体混合加热制O2装置 ④干燥：常用碱石灰作干燥剂，不能用酸性干燥剂如浓H2SO4、P2O5等。不能用CaCl2、P2O5、浓硫酸作干燥剂，因为NH3能与CaCl2反应生成CaCl2·8NH3。P2O5与浓硫酸均能与NH3反应，生成相应的盐。所以NH3通常用碱石灰干燥。 第 3 页 共 16 页

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⑤收集：只能用向下排空气法。 ⑥验满：a.用润湿的红色石蕊试纸检验； b.用沾有浓盐酸的玻璃棒检验，产生白烟 ⑦注意：a．棉花的作用为防止气体对流，提高收集氨气的速率和纯度。 b．不使用NaOH的原因是加热时NaOH碱性强，容易腐蚀试管。消石灰碱性相对弱，且比较疏松，氨气容易逸出。 关于氨水的几个问题 （1）氨气或液氨溶于水得氨水，氨水的密度比水小，并且氨水浓度越大密度越小，计算氨水浓度时，溶质是NH3，而不是NH3?H2O。 （2）在氨水溶液中存在如下平衡：NH3+H2O NH3?H2O NH4+OH，氨水显弱碱+—性，具有碱的通性。氨水可使红色石蕊试纸变蓝，故常用湿润的红色石蕊试纸检验NH3的存在。 （3）氨水是混合物，溶液中存在微粒有： 三种分子：NH3?H2O、NH3、H2O 三种离子：NH4、OH、及少量H+—+ （4）氨水是弱电解质溶液，但电解质是NH3?H2O而不是NH3。 （5）氨水是很好的沉淀剂，可使多种阳离子：Mg、Fe、Al、Ag、Cu等生成沉淀。其中AgOH、（或Ag2O）、Cu(OH)2 等沉淀遇过量的氨水会生成络离子而溶解。如： Al+3 NH3?H2O=Al(OH)3↓ +3NH4 Ag+ NH3?H2O=AgOH+NH4 2AgOH=Ag2O+H2O Ag2O +4 NH3?H2O=2[Ag(NH3)2] +2OH+3H2O 利用此性质在实验室中用氨水制取Al(OH)3 和银氨溶液。 （6）涉及氨水的离子方程式的书写 ①氨水作反应物，用分子式NH3?H2O表示。 ②生成氨水时，如使用的反应物为浓溶液或在加热条件下，用下式表示： △ NH4+OH NH3↑+H2O ＋―+―＋＋3＋＋2＋3＋3＋＋2＋③生成氨水时，如使用的反应物为稀溶液，用下式表示：NH4+OH四、硝酸 1、物理性质 ＋― =NH3·H2O 纯净硝酸是无色、易挥发，有刺激性气味的液体，密度比水大。因为它的晶第 4 页 共 16 页 惠州市学大信息技术有限公司 Huizhou XueDa Century Education Technology Ltd.

体为分子晶体，所以它的熔沸点较低。因为硝酸分子为强极性分子，所以它能以任意比溶于水。常用浓硝酸的质量分数大约是69%。98%以上的浓硝酸叫“发烟硝酸”。浓硝酸为挥发性酸，打开瓶盖露置于空气中，瓶口上方观察到白雾。 2、化学性质 硝酸溶于水发生完全电离：HNO3=H+NO3，常用浓硝酸中，硝酸也是以离子形成存在于水溶液中，因此硝酸具有酸的通性。硝酸是一种强酸，除具有酸的通性外还有它本身的特性。 HNO3— +- 有关氮的氧化物及硝酸所参与的离子反应 1．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×” (1)NO2与水的反应：3NO2＋H2O===2NO3＋NO＋2H－＋ ( ) (2011·江苏，6B) (2)用稀NaOH溶液吸收NO2：2OH＋2NO2===NO3＋NO↑＋H2O ( ) (2010·江苏，3C) (3)铁与稀HNO3反应：Fe＋2H===Fe＋H2↑ ＋2＋－－ ( ) (2009·广东理基，32A) (4)FeS溶于稀HNO3：FeS＋2H===Fe＋H2S↑ ＋2＋ ( ) (2011·新课标全国卷，12A) (5)在1.0 mol·L的KNO3溶液中，H、Fe、Cl、SO4可以大量共存 ( ) (2011·江苏，4A) 3、硝酸与金属、非金属反应的一般规律 （1）硝酸与金属反应的一般规律 第 5 页 共 16 页

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