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高二年級教學(xué)案——第一章《氮族元素》PAGEPAGE48氮和磷學(xué)習(xí)目標(biāo):1、以物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律為指導(dǎo),掌握氮族元素的性質(zhì)及變化規(guī)律;2、掌握氮氣分子的結(jié)構(gòu)特點和性質(zhì),以及氮的氧化物的性質(zhì);3、了解氮的氧化物的污染與防治;4、了解磷的性質(zhì)。重點:氮氣及氮的氧化物的性質(zhì)難點:氮的氧化物溶于水的計算第一課時[復(fù)習(xí)]請同學(xué)們試說出在元素周期表中,同一主族元素有何遞變規(guī)律?同一周期元素有何遞變規(guī)律?一、氮族元素[思考]請同學(xué)們把書打到第1頁并閱讀,試回答下列問題:(1).氮族元素位于元素周期表中位置,氮族元素包括哪幾種元素及它們的元素符號?(2).氮族元素原子結(jié)構(gòu)有何相同點、不同點?1.周期表中位置:第VA族,包括:氮(N)、磷(P)、砷(As)、銻(Sb)、鉍(Bi)。原子結(jié)構(gòu)示意圖:2.原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系:a.相同點:最外層均為5個電子。b.不同點:隨核電荷數(shù)的遞增,電子層數(shù)的增多,原子半徑的增大,得電子能力越來越弱——元素非金屬性越來越弱,單質(zhì)氧化性越來越弱;失電子能力越來越強——元素的金屬性越來越強,單質(zhì)的還原性越來越強。[思考]根據(jù)以上事實回答:氮族元素性質(zhì)的相似性和遞變性?a.性質(zhì)的相似性:a.最高正價為+5,最低負價為—3(Sb、Bi無負價)b.最高價氧化物通式為R2O5(但正+3價Bi穩(wěn)定)c.最高價氧化物對應(yīng)水化物的通式為H3RO4或HRO3(用R代表氮族元素)d.氣態(tài)氫化物的通式RH3,且穩(wěn)定性為:NH3>PH3>AsH3.[注意]主要化合價:P、As:-3,+3,+5價;Sb、Bi:+3,+5價;N:-3,+1→+5價。b.性質(zhì)的遞變性:a.非金屬性依次減弱,金屬性依次增強(從表中亦可看出,N、P表現(xiàn)為明顯的非金屬,As雖為非金屬,但已表現(xiàn)出一些金屬性,而Sb、Bi已明顯表現(xiàn)出金屬性)b.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性由強到弱:NH3>PH3>AsH3.c.氫化物的還原性由弱到強:NH3<PH3<AsH3.d.最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性由強到弱:HNO3>H3PO4>H3AsO4>H3SbO4[思考](1)N、O、F是同周期元素,根據(jù)O、F元素的單質(zhì)與H2反應(yīng)的能力,以及元素周期表中同周期元素的遞變規(guī)律,分析O、N元素的非金屬性強弱。答案:N、O、F與H2反應(yīng)條件要求逐漸降低,并且形成的氫化物穩(wěn)定性:NH3<H2O<HF,所以非金屬性:N<O<F(2)根據(jù)S、Cl單質(zhì)與H2反應(yīng)的能力,和最高價氧化物的水化物的酸性遞變規(guī)律以及元素周期表中同周期元素的遞變規(guī)律,分析P元素的非金屬性強弱。答案:P、S、Cl與H2化合條件要求逐漸降低,且形成的氫化物穩(wěn)定性:PH3<H2S<HCl;它們的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性:H3PO4<H2SO4<HClO4;所以由元素周期律推知它們的非金屬性:P<S<Cl結(jié)論:氮族元素的非金屬性比同周期鹵素、氧族元素弱請將相關(guān)的知識填入空格內(nèi)元素名稱元素符號原子半徑nm化合價最高價氧化物的水化物單質(zhì)的性質(zhì)色態(tài)密度熔點0C沸點0C氮N0.075-3,+1,+2,+3,+4,+5HNO3無色氣體1·251g·L-1-209.9-195.8磷P0.110-3,+3,+5H3PO4白磷:白色或黃色固體紅磷:紅棕色固體1.82g·cm-3(白磷)2.34g·cm-3(紅磷)44.1(白磷)280(白磷)砷As0.121-3,+3,+5H3AsO4灰砷:灰色固體5.727g·cm-38172.8MPa613(升華)銻Sb0.141+3,+5Sb(OH)3銀白色金屬6.684g·cm-3630.71750鉍Bi0.152+3,+5Bi(OH)3銀白色或微顯紅色金屬9.80g·cm-3271.31560[練習(xí)]1、氮族元素中原子半徑最大的非金屬是(
C
)A、氮
B、磷
C、砷
D、鉍2、下列關(guān)于氮族元素的說法中不正確的是(C)A、原子的最外層均有5個電子,最高價均為+5價B、非金屬性比同周期的氧族元素和鹵族元素弱C、原子半徑比同周期的氧族元素、鹵族元素小D、穩(wěn)定性:NH3>PH33、已知Bi是原子序數(shù)最大的氮族元素,推測Bi的化合物最不可能具有的性質(zhì)是(
A、C
)A、BiH3很穩(wěn)定
B、Bi(OH)3顯弱堿性
C、鉍酸酸性比銻酸酸性強4、試寫出氮的五種價態(tài)的氧化物的化學(xué)式:N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5二、氮氣的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)(一)氮氣1、物理性質(zhì):無色無味氣體,難溶于水,與空氣密度相近。比較常見氣體在常溫常壓下的溶解度。難溶氣體:N2(1:0.02);H2(1:0.02);微溶氣體:O2(1:0.2)可溶氣體:Cl2(1:2)、H2S(1:2.6)、CO2(1:1);易溶氣體:SO2(1:40)極易溶氣體:HCl(1:500)、NH3(1:700)2、結(jié)構(gòu):電子式,結(jié)構(gòu)式:;分子中三鍵鍵能大,分子穩(wěn)定,通常情況下,化學(xué)性質(zhì)很不活潑。3、化學(xué)性質(zhì):在常溫時,化學(xué)性質(zhì)很不活潑;在高溫或放電時可與某些物質(zhì)反應(yīng)。①與H2反應(yīng):此反應(yīng)是個可逆反應(yīng),工業(yè)上利用這一反應(yīng)原理合成氨。②與O2反應(yīng):N2+O22NO(NO:無色、不溶于水的有毒氣體,很容易與空氣中氧氣反應(yīng))2NO+O2=2NO2(紅棕色,有刺激性氣味氣體,有毒,易溶于水,生成硝酸)3NO2+H2O=2HNO3+NO(工業(yè)上利用這一反應(yīng)制取硝酸)③與某些金屬反應(yīng):3Mg+N2Mg3N2Mg3N2為離子化合物,電子式:思考:(1)把盛有NO2的試管倒立于水槽中,有何現(xiàn)象?用拇指堵住試管口取出試管,試管口向上,移開拇指有何現(xiàn)象?向試管內(nèi)的溶液中滴加紫色石蕊試液有何現(xiàn)象?答案:水面上升,試管上部為無色氣體;無色氣體又變紅色;變紅色(2)從氧化還原反應(yīng)角度分析上述反應(yīng),可知“氮氣既能表現(xiàn)氧化性,也能表現(xiàn)還原性”(3)寫出鎂在空氣中燃燒的反應(yīng)?(答案:略)(4)中國有句農(nóng)諺,叫做“雷雨發(fā)莊稼”,誰能解釋這句話的含義?請大家閱讀教材第4頁內(nèi)容,再來理解這句農(nóng)諺。[答案]以上幾個反應(yīng)是在自然界中經(jīng)常發(fā)生的重要反應(yīng)。在電閃雷鳴的雨天,會產(chǎn)生放電現(xiàn)象,由于放電,使空氣中的N2和O2反應(yīng)生成了NO,NO又被O2氧化成NO2。NO2與水反應(yīng)生成硝酸,隨雨水淋灑到土壤中,并與土壤中的礦物質(zhì)作用生成能被植物吸收的硝酸鹽。這樣就使土壤從空氣中得到氮,促使植物的生長。(5)在新疆與青海兩省交界處有一狹長山谷,當(dāng)?shù)啬撩窠?jīng)常遇到在風(fēng)和日麗的晴天頃刻間電閃雷鳴,狂風(fēng)大作,人畜皆遭雷擊而倒斃。奇怪的是這里牧草茂盛,四季長青。被當(dāng)?shù)啬撩穹Q為“魔鬼谷”。請用化學(xué)方程式表示“魔鬼谷”牧草茂盛,四季長青的原因:(答案同上)4、氮的固定:將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榛蠎B(tài)的氮的方法。途徑:自然固氮:如——雷雨固氮、生物固氮;人工固氮:合成氨工業(yè)。5、氮氣的用途:在工業(yè)上是合成氨、制硝酸的重要原料;在焊接和糧食貯存中作保護氣;在醫(yī)學(xué)上液氨作冷凍劑。6、氮的存在游離態(tài):大氣中N2的體積比為78%、質(zhì)量比為75%?;蠎B(tài):無機物中(如硝酸鉀等),有機物中(如蛋白質(zhì)、核酸等)。[小知識]光化學(xué)煙霧污染:NO和NO2是大氣污染物??諝庵械腘O和NO2污染物主要來自石油產(chǎn)品和煤燃燒的產(chǎn)物、汽車尾氣以及制硝酸工廠的廢氣等。近年來,光化學(xué)煙霧污染問題已引起人們的注意,而空氣中的NO2是造成光化學(xué)污染的主要因素。NO2在紫外線照射下,會發(fā)生一系光化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生一種有毒的煙霧——光化學(xué)煙霧,刺激呼吸器官,使人生病甚至死亡。目前,隨著汽車的增多,每天排放到大氣中的廢氣(包括NO2)越來越多,汽車尾氣污染問題已日益嚴(yán)重。在世界的某些大城市,已經(jīng)出現(xiàn)光化學(xué)元素?zé)熿F,我國的一些城市也有了這種危險。所以,加強對汽車尾氣的治理已十分迫切。目前,許多城市都已嚴(yán)格規(guī)定了汽車尾氣的排放標(biāo)準(zhǔn),并加強了檢查力度。一些城市的新聞機構(gòu)還按時報告空氣質(zhì)量狀況或發(fā)布空氣質(zhì)量日報,以使人們能清楚地了解生活環(huán)境的狀況,增強環(huán)境保護意識。[課堂練習(xí)]1、氮的固定是指(D)A.植物從土壤中吸收含氮養(yǎng)料B.豆科植物根瘤菌將含氮化合物轉(zhuǎn)變?yōu)橹参锏鞍踪|(zhì)C.將氨轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛峒捌渌幕衔顳.將空氣中的氮氣轉(zhuǎn)變?yōu)楹衔?.不屬于氮的固定的變化是 (D)(A)根瘤菌把氮氣轉(zhuǎn)化為氨(B)氮氣和氫氣在適宜條件下合成氨(C)氮氣和氧氣在放電條件下合成NO(D)工業(yè)上用氨和二氧化碳合成尿素3、在通常狀態(tài)下,氮氣的化學(xué)性質(zhì)很不活潑,其原因是:(C)A、氮氣分子是雙原子分子B、氮原子的半徑較小C、氮分子中的N≡N鍵很牢固D、氮元素有多種化合價4.現(xiàn)有M、R兩種第ⅤA族元素,下列事實不能說明M的非金屬性比R強的是(C、D)。A、酸性:H3MO4>H3RO4B、氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:MH3>RH3C、氣態(tài)氫化物還原性:MH3>RH3D、化學(xué)反應(yīng)中M比N易得電子5、關(guān)于氮族元素(用R代表)的下列敘述正確的是(A)A.最高化合價是+5 B.氫化物的通式為RH5C.非金屬性由上到下遞增 D.其含氧酸均為一元強酸6、按As、P、N順序減弱的是(
B
):A、單質(zhì)的氧化性
B、氣態(tài)氫化物的還原性
C、氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性
D、最高價含氧酸的酸性7、某元素R原子的最外層上有5個電子,它的含氧酸的鉀鹽的化學(xué)式不可能是(
D
)A、KRO3
B、K3RO4
C、KRO2
D、K2RO48.下列關(guān)于砷(As)元素的敘述中,正確的是(A)。A、在AsCl3分子中,砷原子最外層電子數(shù)為8B、砷的相對原子質(zhì)量為74.92,由此可知砷原子核內(nèi)有42個中子C、砷的氫化物的化學(xué)式為AsH3,它是一種強氧化劑D、砷酸(H3AsO4)是強酸,其酸性與硫酸相似第二課時(二)、氮的氧化物[思考]:你能寫出哪些氮的氧化物的化學(xué)式?其中氮元素的價態(tài)分別是多少?氮的氧化物中屬于酸酐的有哪些?(教師解釋酸酐概念)氧化物N2ONON2O3NO2N2O4N2O5化合價+1+2+3+4+4+5酸酐亞硝酐硝酐練習(xí):下列氧化物中屬于酸酐的是(C)A、NOB、NO2C、P2O5D、N2O41、二氧化氮跟水的反應(yīng)[實驗]:裝置如圖所示(一支10mL量筒充滿NO2)。(1)輕輕搖動量筒,觀察現(xiàn)象?(水位逐漸上升,紅棕色逐漸變淺)。(2)用大拇指按住量筒口,取出量筒倒轉(zhuǎn)振蕩,再插入水中,觀察現(xiàn)象?(水位迅速上升至量筒容積約,剩余體積的無色氣體)。(3)將量筒口用橡膠塞塞住,從水中取出量筒,往量筒中滴入紫色石蕊試液,觀察現(xiàn)象?(溶液變紅)。寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式:3NO2+H2O==2HNO3+NO2、NO與NO2性質(zhì)的比較:請?zhí)钊胂嚓P(guān)內(nèi)容NONO2物理性質(zhì)無色不溶于水,有毒氣體紅棕色,易溶于水,有刺激性氣味,有毒氣體與水不反應(yīng)3NO2+H2O==2HNO3+NOO2,H2O4NO+3O2+2H2O==4HNO34NO2+O2+2H2O==4HNO3氧化性2NO+2CO2===N2+2CO2(催化劑)(汽車尾氣處理)與KI,H2S反應(yīng)還原性2NO+O2==2NO2與KMnO4反應(yīng)收集方法用排水法收集用排空氣法收集特性能與血液中的血紅蛋白結(jié)合,中毒原理與CO相同2NO2N2O4+Q思考:1、NO2和溴蒸氣都是紅棕色有刺激性氣味的氣體,怎樣加以區(qū)別?答:a、溶于水:在沒有氧氣存在的條件下,分別將NO2和Br2溶于水,NO2溶于水后的剩余氣體為無色,而Br2溶于水后不僅溶液有顏色,而且剩下的氣體也有顏色。b、通入AgNO3溶液(最好):可將兩氣體少許分別通入盛有AgNO3溶液的兩個試管中,其中有一試管中出現(xiàn)渾濁,則原氣體是Br2蒸氣,另一試管無明顯現(xiàn)象,原氣體是NO2。c、苯:可將兩氣體少許分別通入盛有有機溶劑如苯的兩個試管中,其中一個試管液體由無色變成棕紅色,則通入的氣體為溴蒸氣,另一試管液體仍為無色,則氣體為NO2。2、實驗室只能用排水法收集NO,為什么?。練習(xí):①NO和CO2的混合氣體,通過足量的Na2O2后,剩余氣體體積為原來的一半,則NO和CO2的體積比為(D)A.1:1B.1:3C.2:1D.≤1:1的任意比②某集氣瓶內(nèi)裝的混合氣體呈紅棕色,加入足量的水后,蓋上玻璃振蕩,得棕色溶液,氣體顏色消失,再打開玻璃后,瓶中氣體又變?yōu)榧t棕色。該混合氣體可能是下列混合氣中的(A)A、N2NO2Br2B、NON2NO2C、NOO2NO2D、N2O2Br23、磷(1)磷的同素異形體:白磷和紅磷名稱白磷(P4)紅磷結(jié)構(gòu)正四面體型鍵角400由4個P原子組成,分子式:P4復(fù)雜顏色狀態(tài)白色蠟狀固體紅色粉末狀固體溶解性不溶于水,易溶于CS2不溶于水,不溶于CS2毒性劇毒無毒著火點點燃低(400)易自燃點燃點燃高(2400)可燃點燃與O2反應(yīng)P4+5O2====2P2O5易被氧化,發(fā)磷光4P+5O2=====P2O5不易被氧化與Cl2反應(yīng)點燃2P+3Cl2====2PCl3(無色油狀液體)現(xiàn)象:白色點燃PCl3+Cl2==PCl5(固體)煙霧保存少量用水密封保存貯存在密閉容器中用途制造磷酸、燃燒彈和煙幕彈制造農(nóng)藥和安全火柴相互轉(zhuǎn)化(2)磷的氧化物P2O5:白色粉末狀固體,吸濕性很強,可做酸性干燥劑,為酸性氧化物。冷水:P2O5+H2O=2HPO3(有毒)熱水:P2O5+3H2O=2H3PO4(無毒)(3)磷酸a、物理性質(zhì):純凈的磷酸為無色透明晶體,易溶于水,屬高沸點酸(制HBr、HI)b、化學(xué)性質(zhì):三元中強酸,具有酸的通性。如:H3PO4+3NaOH=Na3PO4+3H2OH3PO4+2NaOH=Na2HPO4+2H2OH3PO4+NaOH=NaH2PO4+H2Oc、磷酸鹽:可形成三種鹽——正鹽,一氫鹽、二氫鹽。磷酸鹽和磷酸一氫鹽除鉀、鈉、銨鹽外,一般不溶于水;所有的磷酸二氫鹽均易溶于水。d、磷的用途:白磷(如制磷酸、燃燒彈、煙霧彈);紅磷(制安全火柴,農(nóng)藥)思考:以第三周期為例比較氮族、氧族和鹵族元素的性質(zhì)差異。磷(氮族)、硫(氧族)、氯(鹵族)的比較磷硫氯跟氫氣化合難易程度很難跟H2直接化合硫蒸氣在加熱時才能跟H2直接化合Cl2和H2混合,在光照或點燃情況下迅速反應(yīng)發(fā)生爆炸氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性PH3不穩(wěn)定,易分解H2S較不穩(wěn)定,加熱可分解HCl很穩(wěn)定,加熱到1000℃時才開始分解最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式及酸性強弱H3PO4是中強酸H2SO4是強酸HClO4為最強的含氧酸結(jié)論從氮族到鹵族,非金屬性逐漸增強【課堂練習(xí)】1.紅磷和白磷在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化,這一變化屬于(
B)。A.物理變化
B.化學(xué)變化
C.氧化還原反應(yīng)
D.非氧化還原反應(yīng)2.0.1mol紅磷在一定量的氯氣中燃燒,質(zhì)量增加了15g,其產(chǎn)物為(
C
)。A.只有
B.
C.和
D.無法確定3.安全火柴盒的側(cè)面所涂的物質(zhì)是某一混合物,其中含有(
B
)。A.白磷和三硫化二銻
B.紅磷和三硫化二銻C.氯酸鉀、二氧化銻和硫等
D.硝酸鉀、二氧化銻和硫等4、能證明氮元素比磷元素非金屬性強的事實是(A、D)A、NH3在空氣中不能燃燒,而PH3在空氣中能燃燒B、氮氣在常溫下是氣體,而磷單質(zhì)是固體C、氮氣在空氣中不能燃燒,磷在空氣里可以燃燒D、硝酸的酸性比磷酸強【鞏固練習(xí)】1、通常情況下,磷單質(zhì)比氮氣化學(xué)性質(zhì)活潑,其理由是(C)A.氮氣是雙原子分子B.原子半徑P>NC.氮分子中有三個共價鍵,其鍵能大D.相對原子質(zhì)量P>N2、據(jù)報道,科學(xué)家已成功合成了少量N4,有關(guān)N4的說法正確的是(A)A.N4是N2的同素異形體 B.N4是N2的同位素C.相同質(zhì)量的N4和N2所含原子個數(shù)比為1︰2 D.N4的摩爾質(zhì)量是56g3、下列現(xiàn)象的產(chǎn)生與人為排放大氣污染物——氮氧化物無關(guān)的是(A)A.閃電B.光化學(xué)煙霧C.酸雨D.臭氧層空洞4、下列氣體不會造成大氣污染的是(B)A.二氧化硫 B.氮氣C.一氧化碳 D.一氧化氮5、Murad等三位教授最早提出NO分子在人體內(nèi)有獨特功能,近年來此領(lǐng)域研究有很大進展,因此這三位教授榮獲了1998年諾貝爾醫(yī)學(xué)及生理學(xué)獎。關(guān)于NO的下列敘述不正確的是(D)A.NO可以是某些含低價N物質(zhì)氧化的產(chǎn)物B.NO不是亞硝酸酐C.NO可以是某些含高價N物質(zhì)還原的產(chǎn)物D.NO是紅棕色氣體6、采用不同的分類方法,可將非金屬氧化物分為不同的類別。例如,從某種意義上講,可將P2O5、SO2、SO3、CO2、Cl2O7等歸為一類,則下列氧化物中與它們同屬一類的是(C)A、COB、NOC、N2O5D、NO27、農(nóng)業(yè)及城市生活污水中含磷。對于處理污水時要不要除去磷,有以下幾種意見,你認(rèn)為正確的是(D)A、磷是生物的營養(yǎng)元素,不必除去B、含磷的污水是很好的肥料,不必處理C、磷對人無毒,除去與否都無關(guān)緊要
D、含磷的污水排到自然水體中能引起藻類增殖,使水變質(zhì),必須除去。8、白磷易溶于形成溶液,磷元素在該溶液中存在的形式是 (A)A.分子 B.磷原子 C.分子 D.或分子9、亞磷酸(H3PO3)與NaOH溶液反應(yīng)只生成Na2HPO3和NaH2PO3兩種鹽,則可推斷亞磷酸是(B)A、一元酸B、二元酸C、三元酸D、不能確定10、下列各組氣體分別通入水中,其中一種氣體消失,另一種氣體體積增大的是(B)①HCl、CO2②O2、F2③NO、NO2④H2S、SO2A、①②B、②③C、③④D、①④11.在城市空氣中含有濃度較大的一氧化碳、氮的氧化物等大氣污染物,這些污染物的主要來源是(C)。 A、硫酸工業(yè)排放的廢氣 B、氨氧化法制硝酸中吸收塔排放的廢氣 C、汽車尾氣 D、煤炭不完全燃燒產(chǎn)生的廢氣12、在氮的氧化物中,氮、氧質(zhì)量比為7:12,則氮的化合價為(
B
)A、+2
B、+3
C、+4
D、+513.砷為第四周期第VA族,根據(jù)砷在周期表中的位置推測,砷不可能具有的性質(zhì)是:(B、D)A、砷在通常情況下是固體
B、As2O5對應(yīng)水化物酸性比H3PO4強C、可以有—3、+3、+5等多種化合價
D、AsH3比PH3穩(wěn)定15.Na3N是離子化合物,它能與水反應(yīng)生成氨氣。以下關(guān)于Na3N的說法中正確的是(A、C)A.Na3N與鹽酸反應(yīng)時可生成兩種鹽B.在Na3N與水的反應(yīng)中Na3N是還原劑C.在Na3N分子中Na+的半徑比N3-的半徑小D.Na+與N3-的電子層結(jié)構(gòu)都與氬原子的結(jié)構(gòu)相同16.下列大氣污染物中,能與人體血紅蛋白結(jié)合而引起中毒的氣體是(A、D)
A、NOB、CO2C、NO2D、CO17.將足量的NO2和一定量的SO2混合氣體通入氯化鋇中,產(chǎn)生的沉淀(C)。A、不可能是亞硫酸鋇 B、一定是亞硫酸鋇C、一定是硫酸鋇 D、一定是亞硫酸鋇和硫酸鋇18.在體積為V升的密閉容器中通入a摩爾NO和b摩爾O2,反應(yīng)后容器內(nèi)氮原子數(shù)和氧原子數(shù)之比為(C)
A、a/bB、a/2bC、a/(a+2b)D、a/2(a+b)19.某氮的氧化物和一氧化碳在催化劑的作用下充分反應(yīng),生成氮氣和二氧化碳。若測得氮氣和二氧化碳的物質(zhì)的量之比為1:2,則該氮的氧化物是(B)
A、N2OB、NOC、NO2D、N2O520.某元素的最高價氧化物為R2O5,該元素的氣態(tài)氫化物中含氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.82%,又知該元素的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)少1,試推斷:⑴該元素的名稱是磷,在元素周期表中的位置是第3周期VA族。⑵該元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性與同周期非金屬元素最高價含氧酸的比較,由小到大的順序應(yīng)為(寫化學(xué)式):21、某主族元素R,其最高正價與最低負價絕對值之差為2,則其最高價氧化物的化學(xué)式為__;其最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式為_____;其氣態(tài)氫化物的化學(xué)式為__,電子式為_________________。(R2O5、
HRO3或H3RO4
、RH3
、略)22、農(nóng)作物生長發(fā)育需要大量的氮養(yǎng)分,除了可用人工固氮方法(合成氨)獲得氨態(tài)氮外,自然界雷電現(xiàn)象也是一種固氮途徑,經(jīng)由雷電固定的氮是硝態(tài)氮(硝酸或硝酸鹽形式),其相關(guān)的化學(xué)方程式為N2+O22NO,2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO23、工廠里常采用NaOH溶液吸收NO、NO2,使其轉(zhuǎn)化為化工廠產(chǎn)品NaNO2。請寫出其化學(xué)反應(yīng)方程式_NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O___________,其原子經(jīng)濟百分?jǐn)?shù)為_100%__。第三課時有關(guān)NO、NO2、O2……混合氣體溶于水的計算1、NO2混合氣體溶于水:依據(jù)反應(yīng)方程式:3NO2+H2O===2HNO3+NO例1、標(biāo)準(zhǔn)狀況下,將充滿NO2氣體的體積為V的試管倒置于盛水的水槽內(nèi),假設(shè)溶質(zhì)不擴散。求剩余氣體的體積及所得溶液的物質(zhì)的量濃度。V余=V/3、C(HNO3)=1/22.4=0.045mol/L2、NO2與O2混合氣體溶于水依據(jù)反應(yīng)方程式:4NO2+O2+2H2O==4HNO3=4:1,恰好完全反應(yīng),無氣體剩余。V(NO2):V(O2)<4:1,O2過量,剩余氣體為O2。>4:1,NO2過量,剩余氣體為NO。例2、將盛有10mL由NO2和O2組成的混合氣體的大試管,倒立于水槽中,待反應(yīng)完畢后,試管中還殘留1mL無色氣體,求原混合氣體可能有的體積組成。(1)當(dāng)O2過量,剩余氣體O2,V(NO2)=7.2mL、V(O2)=2.8mL。(2)當(dāng)NO2過量,剩余氣體1mLNO,V(O2)=1.4mL、V(NO2)=8.6mL例3、標(biāo)準(zhǔn)狀況下,將NO2和O2的混合氣體溶于水中,完全反應(yīng)后無氣體剩余,假設(shè)溶質(zhì)不擴散。求所得溶液的物質(zhì)的量濃度。(答案:1/28mol/L)例4、將容積為50mL的量筒內(nèi)充滿NO2和O2的混合氣體,倒置量筒在盛滿水的水槽里,足夠時間后,量筒里剩余氣體體積為5mL。則混合氣體中NO2和O2體積比可能是43:7或18:7。[分析]二氧化氮、氧氣混合氣體倒置于水中,最后殘留氣體可能有二種情況,一是氧氣,二是一氧化氮。所以應(yīng)先假設(shè),再立式計算。[解答](1)若剩余的5mL氣體是O2,則共有45mLNO2、O2混合氣體跟水反應(yīng),根據(jù)4NO2+O2+H2O=4HNO3可得出:V(NO2)=×45mL=36mLV(O2)=×45mL+5mL=14mL所以,原混合氣體中NO2和O2體積比為18:7。(2)若剩余的5mL氣體是NO,則NO2、O2混合氣體跟水反應(yīng)時是NO2過量,過量的NO2再跟水反應(yīng)。根據(jù)反應(yīng)“3NO2+H2O=2HNO3+NO”可得出,共有15mLNO2過量。即,在NO2、O2混合氣體跟水反應(yīng)的過程中共消耗氣體35mL。根據(jù)4NO2+O2+H2O=4HNO3可得出:V(O2)=×35mL=7mLV(NO2)=×35mL+15mL=43mL所以,原混合氣體中NO2和O2體積比為43:7。3、NO與O2混合氣體溶于水依據(jù)反應(yīng)方程式:4NO+3O2+2H2O==4HNO3=4:3,恰好完全反應(yīng)。無氣體剩余。V(NO):V(O2)<4:3,O2過量,剩余氣體為O2。>4:3,NO過量,剩余氣體為NO。例5、標(biāo)準(zhǔn)狀況下,將NO和O2先后通入盛水的試管中,完全反應(yīng)后無氣體剩余,假設(shè)溶質(zhì)不擴散。求所得溶液的物質(zhì)的量濃度。答案:C(HNO3)=1/39.2mol/L 例6、將12mLNO2和O2的混合氣體通入足量的水中,充分反應(yīng)后,剩余2mL氣體(氣體體積均在相同狀態(tài)測定)。計算原混合氣體中NO2和O2各有多少毫升?答案:O2過量,余O22mL,NO2=8mL、O2=4mLNO2過量,余2mLNO,O2=1.2mL、NO2=10.8mL4、NO、NO2、O2混合氣體溶于水的計算主要化學(xué)反應(yīng):4NO+3O2+2H2O===4HNO3、4NO2+O2+2H2O===4HNO3、3NO2+H2O====2HNO3+NO例7、把20mLO2和40mLNO、NO2的混合氣體通入倒立在水槽的盛滿水的量筒里,片刻以后量筒里剩余5mL氣體。求原混合氣體中NO、NO2的體積。答案:(1)剩余氣體為O2,V(NO)=10mLV(NO2)=30mL(2)剩余氣體為NO,V(NO)=27.5mL,V(NO2)=12.5mL[方法啟示]NO2、NO、O2混合氣體與水反應(yīng)的有關(guān)計算,通常有兩種解題技巧:1、關(guān)系式法。計算時經(jīng)常用到的四個重要化學(xué)方程式:3NO2+H2O==2HNO3+NO①2NO+O2==2NO2②將化學(xué)方程式①、②疊加得:4NO2+O2+2H2O==4HNO3③4NO+3O2+2H2O==4HNO3④利用化學(xué)方程式③可解答NO2、O2混合氣體溶于水的計算。利用化學(xué)方程式④可解答NO、O2混合氣體溶于水的計算。2、電子守恒法。當(dāng)NO2或NO轉(zhuǎn)化為HNO3時要失去電子,若上述兩種氣體與O2混合,得電子的是O2,且得失電子數(shù)必然相等,這是電子守恒法解答此類題目的依據(jù)。(如:以上例題均可用此方法)[鞏固練習(xí)]:1、盛滿等體積NO和NO2混合氣體的試管倒立于水槽中,反應(yīng)完畢后,液面上升高度是試管的(B)A.1/2B.1/3C.2/3D.5/62、向倒扣在水槽中盛有NO的試管中緩慢通入35mLO2,反應(yīng)完成后,若試管內(nèi)液面仍保持原來的位置。則試管中原NO的體積是(A)A.20mLB.15mLC.10mLD.5mL3、常溫下將盛有10mLNO2和10mLNO的混合氣體的試管倒立于水槽中,并向其中通入O2一段時間后,試管內(nèi)還剩余2mL氣體,則通入O2的體積為(B、D)A.8mLB.8.5mLC.10mLD.12mL4.在一定溫度和壓強下,將裝有N2和NO2混合氣體的試管倒立于水槽中,最后試管內(nèi)氣體的體積縮小為原體積的,則混合氣體中N2與NO2的體積比是(A)。 A.2:3 B.3:2 C.3:5 D.5:35.一定條件下,將等體積的NO和O2的混合氣體置于試管中,并將試管倒立在水槽中,充分反應(yīng)后剩余氣體的體積約為原總體積的(C)
A、1/4B、3/4C、1/8D、3/86、有CO2和NO的混和氣體aml,通過足量的Na2O2后,用排水法收集氣體,結(jié)果沒有收集到氣體,則原混和氣體中的CO2和NO的體積比為:(D)
A.1:1
B.1:2
C.2:3
D.3:27、已知堿能除去硝酸尾氣:2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O,NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O,根據(jù)硝酸尾氣處理的反應(yīng)原理,下列氣體中不能被過量NaOH溶液吸收的是(D)A1molO2和4molNO2B1molO2和4molNOC1molNO和5molNO2D4molNO和1molNO28、工業(yè)廢氣NO、NO2是造成大氣污染的氣體之一,工業(yè)上常用原理:NOx+NH3==N2+H2O,使其轉(zhuǎn)化為無毒的N2,現(xiàn)有NO、NO2的混合氣體3.0L,可與3.5L相同狀況的NH3完全反應(yīng),全部轉(zhuǎn)化為N2,則在原混合氣體中NO和NO2的物質(zhì)的量之比是(D)A1:1B2:1C3:1D1:39、標(biāo)準(zhǔn)狀況下,在三個干燥的燒瓶中,一瓶裝入干燥純凈的氨氣,一瓶裝入含一半空氣的氯化氫,一瓶裝入二氧化氮和氧氣(體積比為4:1),然后分別以水作溶劑作噴泉實驗。實驗結(jié)束后三個燒瓶中所得溶液的物質(zhì)的量濃度之比為(B)A2:1:2B5:5:4C1:1:1D無法確定10、VLNO、CO2的混合氣體通過足量的Na2O2后氣體的體積變?yōu)閂/2L,則CO2和NO的體積比不可能是(C)A、2∶1B、3∶2C、3∶4D、5∶411、將盛有氮氣和二氧化氮混合氣體的試管倒立于水中,經(jīng)過足夠時間后,試管內(nèi)氣體體積縮小為原體積的一半,則原混合氣體中氮氣和二氧化氮的體積比是。[分析]氮氣跟水不反應(yīng),所以可根據(jù)“3NO2+H2O=2HNO3+NO”用體積差法進行計算。答案為:1:3。12、把10mLO2、NO2的混合氣體通入倒立在水槽的盛滿水的量筒里,片刻以后量筒的容積正好被水充滿。求原混合氣體中O2、NO2的體積。V(O2)=、V(NO2)=答案:2mL、8mL13、把10mLO2、NO2的混合氣體通入倒立在水槽的盛滿水的量筒里,片刻以后量筒里剩余1mLO2。求原混合氣體中O2、NO2的體積。V(NO2)=mLV(O2)=mL答案:V(NO2)=7.2mLV(O2)=2.8mL14、將VmLNO和NO2的混合氣體通過水吸收后,得到amL無色氣體A,將A與等體積O2混合,再通過水充分吸收后,收集到5mL無色氣體B。求(1)A、B各是什么氣體?(2)A的數(shù)值。(3)V的取值范圍。答案:(1)NO、O2(2)a=20mL(3)20mL<V<60mL15、將體積為10mL的試管倒置于盛水的水槽中,先向試管中注入一定量的NO,再通入O2,兩種氣體共為10mL,水面逐漸上升,至余3mL氣體時為止。求(1)原混合氣體中NO和O2各多少毫升?(2)通入O2為多少毫升時,使管內(nèi)的氣體仍為10mL?(3)通入O2為多少毫升時,使管內(nèi)的氣體與原NO氣體體積相同?答案:(1)余O2:NO:4mLO2:6mL,余NO:NO:7mLO2:3mL(2)13mL或15.25mL(3)7mL或12.25mL16、試分析下列氣體分別通入水中,分別用什么方程式進行計算。如果量不同,可能的殘留氣體是什么?a、3NO2+H2O====2HNO3+NOb、4NO2+2H2O+O2====4HNO3c、4NO+3O2+2H2O====4HNO3氣體組合依據(jù)什么化學(xué)方程式計算(選填序號)可能殘留的氣體①NO2aNO②NO2、N2aN2、NO③NO2、NOaNO④NO2、O2b、aO2或NO⑤NO2、N2、O2b、a定有N2、有O2或NO⑥NO、O2CNO或O2⑦NO、O2、N2CN2和NO或O2⑧NO、O2、NO2b、C、aNO或O217、在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,10mLNO和NO2混合氣體的平均式量為39.6,往其中通入適量的O2氣后得到的混合氣體仍然為10mL,但其平均式量為42.8,則通入氧氣的體積是1mL.18、一支容積為24mL的大試管中,充滿N2、NO2、O2的混合氣體。把試管倒置于水中,輕輕振蕩,水進入試管后,試管內(nèi)還有10mL氣體。再充入3.5mLO2,再輕輕振蕩試管,水又進入試管,最終試管內(nèi)還有10mL氣體。(1)實驗中試管內(nèi)第一次余下的氣體是__NO、N2_____。(2)實驗中試管內(nèi)第二次余下的氣體是__O2__、N2____。(3)求試管中原混合氣體的組成NO2___14__mL、O2__2____mL。第四課時非極性分子和極性分子教學(xué)目標(biāo): 1.使學(xué)生了解非極性鍵、極性鍵、非極性分子和極性分子的概念。2.通過對簡單的非極性分子、極性分子結(jié)構(gòu)的分析,了解化學(xué)鍵的極性與分子極性的關(guān)系。教學(xué)重點:非極性分子和極性分子。教學(xué)難點:分子結(jié)構(gòu)與分子極性的關(guān)系。[復(fù)習(xí)](1)離子鍵、共價鍵的本質(zhì)有何不同?(2)寫出Cl2、H2、HCl、CO2、H2O、CCl4、H2O2、NaOH、Na2O2的電子式,并指出HCl、CO2、H2O分子結(jié)構(gòu)中電子對分別偏向什么原子?為什么?(3)為什么在氫氣分子結(jié)構(gòu)中,電子對不偏向任何一個原子?答案:[小結(jié)]1.非極性鍵:同種元素原子之間形成的共價鍵(A—A型)。2.極性鍵:不同種元素原子之間形成的共價鍵(A—B型)。A和B對電子吸引力相差越大,共價鍵的極性就越強。 離子鍵極性共價鍵3.化學(xué)鍵共價鍵 金屬鍵非極性共價鍵課堂練習(xí):1.下列物質(zhì)中,含有非極性共價鍵的化合物是 (A) A.Na2O2 B.Cl2 C.Na2SO4 D.HI2.下列共價鍵中,極性最強的是 (A) A.HF B.HCl C.HBr D.HI那么分子是否有極性呢?一、非極性分子和極性分子分別以H2、Cl2、HCl、H2O為例分析非極性分子和極性分子的概念。1、非極性分子與極性分子的區(qū)別
類別非極性分子極性分子類別共用電子對不偏移或?qū)ΨQ分布即:分子內(nèi)部電荷分布均勻偏移,不對稱分布即:分子內(nèi)部電荷分布不均勻分子空間結(jié)構(gòu)對稱不對稱實例H2、Cl2、CO2等HCl、H2O、NH3等2.鍵的極性與分子的極性的區(qū)別、聯(lián)系表概念鍵的極性分子的極性種類極性鍵和非極性鍵極性分子和非極性分子決定因素是否由同種元素原子形成極性分子和非極性分子聯(lián)系1、以非極性鍵結(jié)合的雙原子分子必為非極性分子,如:Cl2、H2等;2、以極性鍵結(jié)合的雙原子分子一定為極性分子,如:HCl、CO等;3、以極性鍵結(jié)合的多原子分子,是否是極性分子,由該分子的空間結(jié)構(gòu)決定,分子空間結(jié)構(gòu)完全對稱的是非極性分子,分子空間結(jié)構(gòu)不對稱的是極性分子。如H2O為極性分子,CO2、CCl4為非極性分子說明鍵有極性,分子不一定有極性3.常見分子的空間構(gòu)型及分子的極性類型實例兩個鍵之間的夾角鍵的極性分子的極性空間構(gòu)型X2Cl2、H2、N2—非極性鍵非極性分子直線形XYHCl、NO、HF—極性鍵極性分子直線形XY2(X2Y)CO2、CS2180°極性鍵非極性分子直線形SO2120°極性鍵極性分子角
形(折線形)H2O、H2S104.5°XY3BF3120°極性鍵非極性分子平面三角形NH3107.3°極性鍵極性分子三角錐形XY4CH4、CCl4109.5°極性鍵非極性分子正四面體形4.判定ABn型分子極性的經(jīng)驗規(guī)律若中心原子A的化合價的絕對值等于該元素所在的主族序數(shù),則為非極性分子,若不等則為極性分子。如:非極性分子BF3CH4CCl4CO2CS2等;極性分子NH3PCl3H2O等。注意1:除記住以上分子的極性的判斷規(guī)律外,還應(yīng)記住以下關(guān)系:(1)非極性分子中不一定含有非極性鍵(2)極性分子中不一定含有極性鍵(3)含有非極性鍵的分子不一定是非極性分子(4)只含極性鍵的分子不一定是極性分子注意2:極性分子易溶于極性分子組成的溶劑里,非極性分子易溶于非極性分子組成的溶劑里。此為“相似相溶原理”鞏固練習(xí):1.下列分子屬于非極性分子的是(AD)A.CO2B.H2OC.PH3D.BF32.下列關(guān)于分子的極性的說法中,不正確的是(CD)A.極性分子中可能含有非極性鍵B.非極性分子中可能含有極性鍵C.極性分子中只含有極性鍵D.非極性分子中只含有非極性鍵3.下列敘述正確的是(D) A.由極性鍵結(jié)合而成的分子一定是極性分子B.非極性鍵只存在于雙原子單質(zhì)分子里C.非極性分子中,一定含有非極性鍵D.一般情況下,極性分子易溶于極性溶劑,非極性分子易溶于非極性溶劑4.下列含有極性鍵的非極性分子是(C) ①BF3②NH3③CH4④CO2⑤N2⑥H2S⑦SO2⑧CS2⑨H2O⑩HF(11)CCl4(12)SiO2A.②③④⑤⑧B.①③④⑤⑧(11)C.①③④⑧(11)D.以上均不對5.下列物質(zhì)中,不含非極性鍵的非極性分子是 (D) A.Cl2 B.H2O C.N2 D.CH46、下列各組物質(zhì)中,都是由極性鍵構(gòu)成為極性分子的一組是(
B
)A.CH4和Br2
B.NH3和H2OC.H2S和CCl4
D.CO2和HCl7、判斷AB2分子是極性分子的主要依據(jù)(
C)A.分子中存在極性鍵則一定是極性分子B.直線型分子,兩個A—B鍵的夾角為180°C.非直線型分子,兩個A—B鍵的夾角小于180°D.分子中存在離子鍵則一定是極性分子8.根據(jù)物質(zhì)的溶解性“相似相溶”的一般規(guī)律,說明溴、碘單質(zhì)在四氯化碳中比在水中溶解度大,說明正確的是 (C) A.溴、碘單質(zhì)和四氯化碳中都含有鹵素 B.溴、碘是單質(zhì),四氯化碳是化合物 C.Cl2、Br2、I2是非極性分子,CCl4也是非極性分子,而水是極性分子 D.以上說明都不對9.已知CO2、BF3、CH4、SO3都是非極性分子,NH3、H2S、H2O、SO2都是極性分子,由此可推出ABn型分子是非極性分子的經(jīng)驗規(guī)律正確的是 (C、D) A.分子中所有原子在同一平面內(nèi) B.分子中不含氫原子 C.在ABn分子中,A元素為最高正價 D.在ABn分子中,A原子最外層的電子都已成鍵10.下列敘述中肯定正確的是 (B) A.在離子化合物中不可能存在非極性鍵 B.在共價化合物形成的分子中不可能存在離子鍵 C.在極性分子中不可能存在非極性鍵 D.在非極性分子中不可能存在極性鍵11.下列敘述中正確的是 (B、C) A.兩種元素構(gòu)成的共價化合物分子中的化學(xué)鍵都是極性鍵 B.兩種非金屬元素的原子間形成的共價鍵都是極性鍵 C.含有極性鍵的共價化合物分子不一定是極性分子 D.只要是離子化合物,其熔點就比共價化合物的熔點高12.下列說法中正確的是 (C) A.非金屬原子間只能形成共價化合物 B.非金屬原子間不可能形成離子鍵 C.以非極性鍵結(jié)合的雙原子分子一定是非極性分子 D.以極性鍵結(jié)合的分子一定是極性分子13.CH4、NH3、H2O、HF分子中,共價鍵的極性強弱順序是(B) A.CH4、NH3、H2O、HF B.HF、H2O、NH3、CH4 C.H2O、HF、CH4、NH3 D.HF、H2O、CH4、NH314、將下列粒子的符號填入相應(yīng)的空格內(nèi):O2、NH3、CO2、H2O、N2、(NH4)2SO4、SiCl4。(1)存在極性鍵的極性分子是______________。(2)存在非極性鍵的非極性分子是______________。(3)存在極性鍵的非極性分子是______________。(4)全部由非金屬元素組成的離子化合物是______________。解析:單質(zhì)分子都是非極性鍵構(gòu)成的非極性分子;在化合物分子中,可由極性鍵形成非極性分子,也可形成極性分子;銨鹽是離子化合物,都可由非金屬元素形成。答案:(1)NH3、H2O(2)O2、N2(3)SiCl4、CO2(4)(NH4)2SO415、氰(CN)2為無色可燃氣體、劇毒、有苦杏仁味,和鹵素單質(zhì)的性質(zhì)相似。(1)寫出氰與苛性鈉溶液反應(yīng)的離子方程式:_______________________。(2)已知氰分子鍵之間夾角為180°并有對稱性,(CN)2的電子式為______________,結(jié)構(gòu)式為______________,(CN)2分子為______________(填“極性”或“非極性”)分子。(3)CN-中電子數(shù)為______________,CN-的電子式為______________。 解析:根據(jù)(CN)2分子的對稱性和180度的鍵角這兩個已知條件,即可推知其電子式,并知其為非極性分子,再據(jù)其與氯氣的性質(zhì)相似,可寫出與堿反應(yīng)的方程式。答案:(1)(CN)2+2OH-=CN-+CNO-+H2O(2)非極性(3)14第二節(jié)銨、銨鹽知識目標(biāo):了解氨分子的結(jié)構(gòu),掌握氨的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)及用途。教學(xué)重點:氨的分子結(jié)構(gòu)、氨的物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)、氨的用途。教學(xué)難點:氨的分子結(jié)構(gòu)、噴泉實驗、氨的化學(xué)性質(zhì)。第一課時一、氨氣1、物理性質(zhì):無色有刺激性氣味的氣體,比空氣輕,極易溶于水(1:700),易液化。液氨氣化時吸收大量的熱,常做致冷劑[思考]
(1)怎樣用實驗驗證氨極易溶于水呢?請分析實驗原理及操作要點。答案:1.實驗原理噴泉形成的原因,是由于燒瓶內(nèi)的氣體溶于水后,導(dǎo)致瓶內(nèi)壓強的驟減,與外界大氣壓強產(chǎn)生很大的壓強差所致。氨氣極易溶于水,如果你只滴1滴水,那么就能吸收大約700滴水的體積的氨氣,那么使里面氣體快速減少,壓強就減小,外界大氣壓就把水源源不斷壓入,形成噴泉。氣體體積迅速減小是導(dǎo)致壓強驟減的直接原因,這是設(shè)計噴泉實驗的根本所在。2.操作要點(1)如下圖所示,將滴管吸滿水,用彈簧夾夾緊橡皮管待用。(2)用干燥的圓底燒瓶收集滿瓶的氣體,用下圖塞子塞緊。立即倒置燒瓶,把玻璃管放進盛有水的燒杯(氯化氫的噴泉實驗滴加紫色或藍色石蕊試液,氨氣的噴泉實驗滴加酚酞試液)。擠壓膠頭,開啟彈簧夾,夾在玻璃管上[例]制取氨氣并完成噴泉實驗(圖中夾持裝置已略去)。①用圖A裝置進行噴泉實驗,上部燒瓶已裝滿干燥氨氣,引發(fā)水上噴的操作是________。該實驗的原理是_____________________②如果只提供如下圖B的裝置請說明引發(fā)噴泉的方法。答案:在燒杯內(nèi)加入足量的NH4HCO3和稀鹽酸;等AB③比較A和B兩套裝置,從產(chǎn)生噴泉的原理來分析,圖A是減少上部燒瓶內(nèi)氣體壓強,圖B是增大下部燒瓶內(nèi)氣體壓強。(填“增大”或“減小”)(2)是否只有水溶性很大的氣體才能做噴泉實驗?多大溶解度的氣體才能做噴泉實驗?噴泉實驗成功的關(guān)鍵是什么?常見還有哪些組合較易做成噴泉實驗?答案:不是;通常HBr、HI、HF、HCl和SO2都可和水配組做噴泉實驗,在水中溶解度小的CO2、H2S、Cl2等都可和NaOH溶液配組做噴泉實驗;成功的關(guān)鍵是(1)盛氣體的燒瓶必須干燥。(2)氣體要充滿燒瓶。(3)燒瓶不能漏氣(實驗前應(yīng)先檢查裝置的氣密性)。2、分子結(jié)構(gòu):電子式結(jié)構(gòu)式三角錐型107018’思考:1、從氨分子結(jié)構(gòu)的角度解釋上述噴泉實驗原理及現(xiàn)象?為什么I2單質(zhì)不易溶于水,卻易溶于四氯化碳?而HCl、NH3極易溶于水?答案:水噴入燒瓶是因為壓強減小。據(jù)相似相溶原理,氨分子和水分子都是極性分子,所以氨易溶于水;因為I2、CCl4為非極性分子,HCl、NH3和H2O為極性分子。2、在上述噴泉實驗中,燒瓶內(nèi)加酚酞的溶液變紅,說明氨溶于水呈堿性。究竟發(fā)生什么化學(xué)變化呢?氨氣不僅易溶于水,而且溶于水后,大部分與水發(fā)生了反應(yīng)。3.氨氣的化學(xué)性質(zhì)(1).與水反應(yīng)(寫出反應(yīng)方程式)NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-思考:①為什么能在濃氨水中加入NaOH固體可制取NH3?②氨水成分與液氨是否相同?。③氨水的密度比水小,且濃度越大,密度越小。計算氨水的濃度時,其溶質(zhì)應(yīng)為NH3?H2O。④氨水易揮發(fā),又有腐蝕性,如何保存呢?說明:a、NH3··H2O不穩(wěn)定,受熱易分解:NH3?H2O==NH3↑+H2O(加熱)思考:此反應(yīng)是否可逆?為什么?(不是,因反應(yīng)條件不同)b、氨水的保存:密封,放于陰暗出c、氨水中的成分:NH3、H2ONH3?H2ONH4+OH—H+大部分是NH3·H2O;小部分電離,所以氨水是弱堿,使酚酞變紅。d、氨氣檢驗:NH3是唯一能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體e、比較氨水和液氨
液氨氨水物質(zhì)成分(純凈物或混合物)純凈物(非電解質(zhì))混合物(NH3·H2O為弱電解質(zhì))微粒種類NH3分子NH3、H2O、NH3·H2O、
NH4+OH—、H+性質(zhì)不具堿性為一元弱堿具有堿的通性注意:NH3?H2O不能寫成:NH4OH的形式。(2)能跟酸作用:酸溶液均能吸收NH3而生成銨鹽。寫出氨氣分別與下列物質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式①NH3+HCl=NH4Cl(現(xiàn)象:冒白煙)NH3+HNO3=NH4NO3(實質(zhì)是:NH3+H+=NH4+)2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4②NH3+H2S=NH4HS2NH3+H2S=(NH4)2S③NH3+CO2+H2O=思考:⑴為什么蘸有濃氨水的玻璃棒和蘸有濃鹽酸的玻璃棒不接觸就能反應(yīng),并放出白煙?⑵NH4Cl是離子化合物還是共價化合物?離子化合物,寫出電子式:⑶濃氨水遇濃硫酸、濃硝酸也都會產(chǎn)生白煙嗎?注意:a、在書寫離子方程式時要注意區(qū)分氨氣與氨水,如:在鹽酸中通入NH3,離子方程式為:NH3+H+=而在氨水中滴加鹽酸,則離子方程式為:H++NH3·H2O=+H2Ob、氨氣在空氣中與鹵化氫相遇時產(chǎn)生白煙,可作為檢驗氨氣存在的的一種方法。用兩根玻璃棒分別蘸取濃氨水和揮發(fā)性濃酸,而后兩根玻璃棒接近(不要接觸),均會觀察到產(chǎn)生白煙的現(xiàn)象。(3)與O2、Cl2等反應(yīng)——表現(xiàn)出NH3的還原性通常情況下,氨在氧氣中不反應(yīng),但在催化劑(如鉑等)存在的條件下,能與氧氣反應(yīng)生成NO和H2O。寫出反應(yīng)方程式,并標(biāo)出轉(zhuǎn)移電子數(shù)目,指出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。4NH3+5O24NO+6H2O這一反應(yīng)叫氨的催化氧化(接觸氧化),是工業(yè)上制硝酸的基礎(chǔ)。8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2(4)與某些鹽溶液反應(yīng)3NH3·H2O+Fe3+——Fe(OH)3↓+3NH4+3NH3·H2O+Al3+——Al(OH)3↓+3NH4+NH3+H2O+CO2+NaCl==NaHCO3↓+NH4Cl(侯氏制堿)練習(xí)1、在1L1mol/L的氨水中(D)A、含有1molNH3分子B、含NH3和NH4+之和為1molC、含NH3·H2O1molD、含NH3、NH4+、NH3·H2O之和為1mol2、氨的下列性質(zhì)中,能說明氨不是電解質(zhì)的是(B)A、氨氣的溶解度大,1體積水溶解700體積的氨氣B、氨分子在水中不能電離C、氨水能使石蕊試液變藍D、氨水能導(dǎo)電3、下列敘述中,正確的是(A、B)A.氨氣不易在空氣中燃燒B.氨水顯堿性C.氨氣與氯化氫氣體相遇產(chǎn)生白色煙霧D.在反應(yīng)NH3+H+=NH4+中,NH3失去電子被氧化第二課時4、NH3制法NN2+3H22NH3鐵觸煤,500℃200——500大氣壓工業(yè)制法(寫方程式): (條件:高溫、高壓、催化劑)C+H2O(氣)CO+HC+H2O(氣)CO+H2高溫H2的來源:實驗室制法:思考:1、裝配實驗室制取氨氣的發(fā)生裝置時,應(yīng)注意什么?答案:鐵夾應(yīng)夾在離試管口的__1/3_處,試管口應(yīng)略向_下_傾斜,實驗前必須先檢驗裝置的___氣密性______2、此反應(yīng)的原理和裝置有何特點?與我們學(xué)過的哪種氣體的實驗室制法相同?答案:裝置特點:固+固;與制O2相同。氫氧化鈉濃溶液中加入氧化鈣,加熱,制成的白色固體就是堿石灰。即固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物2、氨氣應(yīng)采用什么收集方法?氫氧化鈉濃溶液中加入氧化鈣,加熱,制成的白色固體就是堿石灰。即固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物如何防止氣體外逸?(管口塞一些棉花)如何檢驗氨氣已收集滿?用濕潤的紅色石蕊試紙,或蘸有濃鹽酸的玻璃棒△小結(jié):實驗室制法△原理:2NH4Cl+Ca(OH)2====CaCl2+2NH3↑+2H2O裝置:固+固(與制O2相同)收集:向下排空氣法干燥:NH3不能用CaCl2,濃H2SO4干燥,可用堿石灰干燥.驗滿:用濕潤的紅色石蕊試紙于管口,現(xiàn)象是變藍,或用蘸有濃HCl的玻璃棒,接近管口有白煙。吸收:用水浸濕的棉花團。實驗過程中應(yīng)注意:a、氯化銨和消石灰混合均勻。b、裝反應(yīng)混合物的試管管口要稍向下傾斜,先使試管均勻受熱后,再將火焰固定在盛放固體的部位加熱。c、只能用向下排空氣集氣法收集氨氣,收集氨氣的試管要干燥,試管口要用一小團棉花堵住。思考:(1)還有什么制法?答案:a、將濃氨水滴到NaOH(CaO/堿石灰)固體(增大OH-濃度使氨水中平衡向左移動)b、濃氨水加熱(2)收集NH3時,試管口放一團棉花,起什么作用?防止氨氣外逸5、氨的用途:制硝酸、銨鹽、純堿;合成纖維、塑料、尿素、染料等的原料;制冷劑。練習(xí):不能用于檢驗一支試管中是否收集滿氨氣的方法是(D)A.把蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近管口,看是否有白煙產(chǎn)生B.把沾有酚酞試液的濾紙片放在離管口很近的地方,觀察是否變色C.用濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口附近,觀察是否變色D.在試管口用手扇動,看是否有氨的氣味思考:我們用兩根玻璃棒分別在濃氨水中和濃鹽酸中蘸取后靠近有何現(xiàn)象?答案:產(chǎn)生大量白煙,此白煙是NH3和HCl形成的NH4Cl晶體粒子,象這樣由氨離子和酸根離子構(gòu)成的化合物叫銨鹽。二、銨鹽1、性質(zhì):物理性質(zhì):無色晶體,易溶于水?;瘜W(xué)性質(zhì):(1)不穩(wěn)定,受熱分解。(寫出以下反應(yīng)方程式)NH4ClNH3↑+HCl↑(在容器上部重新結(jié)合生成NH4Cl)△即:NH3+HClNH4Cl(思考:此反應(yīng)為可逆反應(yīng)嗎?為什么?)△NH4HCO3====NH3↑+H2O↑+CO2↑注意:a、NH4Cl分解是化學(xué)變化,與碘升華不同。b、并不是所有的銨鹽受熱分解都產(chǎn)生氨氣。NH4NO3,(NH4)2SO4受熱分解產(chǎn)物復(fù)雜。c、銨鹽可用作氮肥。氮肥貯存時應(yīng)密封包裝并放在陰涼通風(fēng)的地方;施用時應(yīng)埋于土下并及時灌水,以保證肥效。(為什么?)(2)銨鹽與堿共熱——都能產(chǎn)生氨氣實驗:取少量NH4Cl、NH4NO3和(NH4)2SO4晶體,分別放在3個試管中,各滴人少量NaOH溶液并加熱,用濕潤的紅色石蕊試紙放在管口。請解釋現(xiàn)象,并寫出化學(xué)反應(yīng)方程式?,F(xiàn)象:均有__刺激性氣味產(chǎn)生,濕潤的紅色石蕊試紙變?yōu)開_紅色NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2ONH4NO3+NaOHNaNO3+NH3↑+H2O(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3↑+2H2O注意:銨鹽和氫氧化鈉在溶液中反應(yīng),加熱或不加熱時書寫離子方程式不同:加熱:+OH-NH3↑+H2O常溫:+OH-=NH3·H2O練習(xí):氨與重水(D2O)形成的堿與鹽酸反應(yīng),這一反應(yīng)生成的鹽在溶液中電離生成的陽離子的化學(xué)式是(A)A、NH3D+ B、NH2D2+ C、ND3H+ D、NH4+思考:1、氨氣、液氨、氨水、銨的區(qū)別?2、如何用實驗方法證明某白色固體是銨鹽?答案:取少量白色固體于試管中,滴加NaOH溶液,加熱。將濕潤的紅色石蕊試紙置于管口,若試紙變藍,則證明該固體是銨鹽。NH4+檢驗:跟強堿溶液作用,并加熱產(chǎn)生氨氣?,F(xiàn)象:產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍且有刺激性氣味的氣體。[課后練習(xí)]:1.下列物質(zhì)中,以極性鍵結(jié)合的非極性分子是(B) A.H2S B.CO2 C.SO2 D.H2O2、有關(guān)氨的說法不正確的是(C)A、NH3是4核10電子極性分子,三角錐形,具有還原性B、NH3極易溶于水,可做噴泉實驗,液氨可用作制冷劑C、氨氣是非電解質(zhì),氨水是電解質(zhì)D、蘸有濃鹽酸的玻璃棒遇氨氣可產(chǎn)生白煙3、都能用如圖裝置進行噴泉實驗的一組氣體是(A、C)A、HCl和CO2B、NH3和CH4C、SO2和CO2D、NO2和NO4、當(dāng)氨氣與氧氣一起通過灼熱的鉑絲網(wǎng)時,在導(dǎo)出的產(chǎn)物中,不可能出現(xiàn)的物質(zhì)是(C)A.NH4NO3B.H2OC.N2D.NO25、下列混合物可用加熱的方法分離的是(D)
A、碘和氯化銨B、硝酸鉀和二氧化錳C、硫酸鉀和氯酸鉀D、氯化銨和氯化鋇6、在反應(yīng):5NH4NO32HNO3+4N2+9H2O中,發(fā)生還原反應(yīng)的氮元素與發(fā)生氧化反應(yīng)的氮元素的物質(zhì)的量之比為(A)A.3∶5B.5∶3C.4∶1D.1∶47、將O2、NO、NH3、HCl分別收集于等體積的四個容器里,用導(dǎo)管把四個容器連成一個整體,若使各種氣體充分混和(前后條件均相同),混合后容器中的壓強與原容器中的壓強之比為(D)A.1︰1B.1︰2C.3︰4D.3︰88、某混合氣體可能有CO、CO2、NH3、HCl、H2和水蒸氣中的一種或幾種,當(dāng)依次通過澄清石灰水(無渾濁現(xiàn)象)、氫氧化鋇溶液(有渾濁現(xiàn)象)、濃硫酸、灼熱的氧化銅(變紅)和無水硫酸銅(變藍)時,則可斷定該混合氣中一定有(A)A.HCl、CO2、H2B.CO、H2、H2OC.CO、H2、NH3D.HCl、CO、H2O9.體積相同的3個燒瓶中,分別盛滿NH3、HCl和NO2氣。現(xiàn)將其均倒扣在水槽中,充分溶解,塞住瓶口取出(設(shè)溶質(zhì)不擴散),燒瓶內(nèi)三種液體的物質(zhì)的量濃度之比為(A)A.1:1:1B.2:2:3C.3:3:2D.4:4:5[鞏固練習(xí)]:1、某溫度下,在體積一定的密閉容器中加入適量的NH3和Cl2恰好完全反應(yīng)。若反應(yīng)產(chǎn)物只有N2和NH4Cl固體,則反應(yīng)前后容器中的壓強比接近于(B)
A、1:11B、11:1C、7∶11D、11:72、下列離子方程式書寫正確的是(D)A.實驗室用氯化銨和熟石灰共熱制氨氣:NH4++OH-NH3↑十H2OB.碳酸氫鈣溶液中加入足量的燒堿溶液:Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2OC.硫酸銨與氫氧化鋇濃溶液混合:Ba2+十SO42-==BaSO4↓D.銅和稀HNO3反應(yīng):3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑十4H2OBCDA3、用下列裝置吸收NH3可防止水倒吸到發(fā)生裝置的是(A、CBCDA4、將10.7gNH4Cl和7.8gCa(OH)2混和加熱,把制得的NH3全部通入100mL2mol/LH3PO4溶液中,這時生成的鹽為(B)
A.(NH4)3PO4
B.NH4H2PO4
C.(NH4)2HPO4
D.(NH4)2HPO4、NH4H2PO45、硫酸銨在強熱條件下分解,生成氨、二氧化硫、氮氣和水。反應(yīng)中生成的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是(A)
A、1:3B、2:3C、1:1D、4:36、1mol硝酸銨在一定條件下可分解生成0.4mol硝酸和1.8mol水以及另一種氣態(tài)產(chǎn)物,該氣體可能是(D)A.NOB.N2OC.N2O3D.N27、能把Na2SO4、NH4NO3、KCl、(NH4)2SO4四瓶無色溶液加以區(qū)別(必要時可以加熱)的一種試劑是(C)
A、BaCl2B、Ba(NO3)2C、Ba(OH)2D、AgNO38、實驗室制取下列氣體時,與實驗室制氨氣的氣體發(fā)生裝置相同的是(B)A.H2B.O2C.Cl2D.CO29、下面是實驗室制取氨氣的裝置和選用的試劑,其中錯誤的是(A、C)ABCD10、把aL含(NH4)2SO4和NH4NO3的混和溶液分成兩等份,一份加入bmol燒堿并加熱,恰好將全部轉(zhuǎn)變成NH3放出;另一份需含cmolBaCl2溶液恰能完全沉淀,則原溶液中的物質(zhì)的的濃度是(A)A.mol/L B.mol/LC.mol/L D.mol/L11、如圖裝置,燒瓶內(nèi)充滿干燥氣體a,將滴管中的液體b擠入燒瓶內(nèi),輕輕振蕩燒瓶,然后打開彈簧夾f,燒杯中的液體b呈噴泉狀噴出,最終幾乎充滿燒瓶。則a和b分別是(B、D)a(干燥氣體)b(液體)ANO2水BCO24mol·L-1NaOH溶液CCl2飽和NaCl水溶液DNH31mol·L-1鹽酸12、一固體混合物,可能有氯化鈣、碳酸銨、燒堿、硫酸銨,將它溶解于水得到無色澄清溶液,無其他明顯現(xiàn)象,向溶液中加入硝酸鋇溶液,產(chǎn)生白色沉淀,再加入硝酸,沉淀部分消失,原混合物中肯定有(B)A.CaCl2和(NH4)2SO4 B.(NH4)2SO4和(NH4)2CO3C.NaOH和CaCl2 D.NaOH和(NH4)2SO413、如下圖所示,A、B、C是實驗室常用的三種制取氣體的裝置,提供的藥品有:大理石、濃鹽酸、稀鹽酸、鋅粒、二氧化錳、氯化銨、熟石灰.現(xiàn)欲利用這些藥品分別制取NH3、Cl2、H2、CO2四種氣體,試回答以下問題.(1)選用A裝置可制取的氣體有___NH3____;選用B裝置可制取的氣體有_H2、CO2___;通常選用C裝置制取的氣體有__Cl2_____。(2)標(biāo)號①、②的儀器名稱依次為分液漏斗,圓底燒瓶(3)寫出利用上述有關(guān)藥品制取氨氣的化學(xué)方程式:制氨氣方程式若要制得干燥的氨氣,可選用下列干燥劑中的_____a________(填序號)。a.生石灰b,濃硫酸C.五氧化二磷16、某同學(xué)在實驗室里發(fā)現(xiàn)了一瓶白色固體,加入水中迅速溶解,加入CaCl2溶液中無任何現(xiàn)象,加入澄清石灰水中有白色沉淀生成;加熱時有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍;加熱固體粉末,發(fā)現(xiàn)有氣體和水滴生成,最后不留任何殘渣。該同學(xué)發(fā)現(xiàn)的白色固體是什么?你能幫助他分析產(chǎn)生這些實驗現(xiàn)象的原因嗎?并寫出有關(guān)的化學(xué)方程式。答案:Ca(OH)2+NH4HCO3=CaCO3↓+NH3·H2O+H2ONH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-14、試管中盛有少量白色晶體,可能是銨鹽,檢驗的方法是:__取適量晶體溶于少量水中,加入濃NaOH溶液微熱,若產(chǎn)生無色有刺激性氣味使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體,則為銨鹽。寫出有
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