氮及其化合物 高中化学必修二教案教学设计 人教版162054.pdf
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1、欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网整理,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!1/22 氮及其化合物 【教学目标】(1)掌握氮的重要性质,了解氮在我们生活中的重要用途。(2)掌握氮的氧化物的性质,氮的重要化合物的用途及硝酸的相关注意事项。(3)掌握氮族元素的性质,理解氮族元素原子结构与性质递变规律。【教学重点】氮及其重要化合物的性质及转化【教学难点】氮及其重要化合物的性质及相关实验【教学过程】一、导入 我们上节课学习了硫的相关性质,掌握非金属元素的学习方法,那我们又知道空气中含量最多的元素为氮气,这节课我们就带着已有的学习方法,对氮及其化合物知识展开学习!二、知识讲解 使用
2、建议说明:氮及其化合物知识内容丰富,涉及面广,是高考命题的热点内容之一。试题常以氮元素及其化合物知识为载体,考查基本概念、基本理论、实验、计算等,具有较强的综合性。考点 1 氮气、氮的氧化物、硝酸 使用建议说明:考纲要求了解氮及其化合物的主要性质;了解氮的氧化物及其对环境的影响;了解硝酸的主要性质;通过浓硫酸、硝酸分别与不活泼金属、非金属的反应,认识浓硫酸、硝酸的强氧化性;通过比较浓硫酸与稀硫酸,浓硝酸与稀硝酸性质的差异,认识浓度、反应条件对反应产物的影响。一、氮气(2N)(1)分子结构:电子式为,结构式为NN,氮氮叁键键能大,分子结构稳定,化学性质不活泼。欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于
3、互联网整理,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!2/22(2)物理性质:纯净的氮气是无色无味的气体,难溶于水,空气中约占总体积的 78%。(3)化学性质:常温下性质稳定,可作保护气;但在高温、放电、点燃等条件下能与2H、2O、IIA 族的 Mg、Ca 等发生化学反应,即发生氮的固定(将空气中的氮气转变为含氮化合物的过程,有自然固氮和人工固氮两种形式)。2N中 N 元素 0 价,为 N 的中间价态,既有氧化性又有还原性。与2H反应:223N3H2NH高温、高压催化剂 与2O反应:22NO2NO放电 与活泼金属反应:232N3MgMg N点燃(4)氮气的用途:化工原料;液氮是火箭燃烧
4、的推进剂;还可用作医疗、保护气等。二、氮的氧化物(1)氮的氧化物简介:氮元素有1、2、3、4、5五种正价态,对应有六种氧化物 种类 色态 化学性质 2N O 无色气体 较不活泼 NO 无色气体 活泼,不溶于水 23N O(亚硝酸酐)蓝色液体(20)常温极易分解为 NO,2NO 2NO 红棕色气体 较活泼,与水反应 24N O 无色气体 较活泼,受热易分解 25N O(硝酸酸酐)无色固体 气态时不稳定,易分解(2)NO 和2NO的重要性质和制法 性质:222NOO2NO(易被氧气氧化,无色气体转化为红棕色);224()2NON O无色红棕色(平衡体系);欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网
5、整理,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!3/22 2233NOH O2HNONO(工业制硝酸);222NONO2NaOH2NANOH O(尾气吸收);2NO有较强的氧化性,能使湿润的 KI 淀粉试纸变蓝。制法:NO:33223Cu8HNO3Cu NO2NO4H O稀(必须_法收集 NO);2NO:33222Cu4HNOCu NO2NO2H O浓(必须_法收集2NO)(3)氮的氧化物溶于水的计算 2NO或2NO与2N(非2O)的 混 合 气 体 溶 于 水 可 依 据2233NOH O2HNONO利用气体体积变化差值进行计算。2NO和 O2的混合气体溶于水时由22234NOO2H
6、 O4HNO进行计算,当体积比22V NO:V O4:1时,恰好反应;4:1时,2NO过量,剩余 NO;4:1时,2O过量,剩余2O。NO 和2O同时通入水中时,由22234NOO2H O4HNO进行计算,原理同。NO、2NO、2O的混合气体通入水中,先按求出 NO 的体积,再加上混合气体中 NO 的体积再按方法进行计算。三、硝酸(3HNO)(1)物理性质:无色、刺激性气味、易挥发液体,能与水以任意比例互溶,常用浓硝酸的质量分数大约为 69%。(2)化学性质 欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网整理,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!4/22 硝酸为强酸,具有以下性质:具
7、有酸的通性;不稳定性:32224HNO4NOO2H O 光或热;强氧化性:无论浓、稀硝酸均具有强氧化性,与金属反应时不放出氢气。A、与金属反应:33222Cu4HNOCu NO2NO2H O浓;332223Cu8HNO3Cu NO2NO4H O稀3;3323Ag4HNO3AgNONO2H O 稀;常温下浓硝酸与铁、铝发生钝化。B.与非金属反应:3222C4HNOCO4NO2H O 浓。C.与其他还原剂反应,如 H2S、SO2、Fe2+等。D.与有机物反应:硝化反应、酯化反应、与蛋白质发生颜色反应等。(3)制法 实验室制法:硝酸盐与浓硫酸微热,32443NaNOH SONAHSOHNO固浓(不能
8、用强热和稀硫酸);工业制法:氨的催化氧化法,3224NH5O4NO6H O催化剂;222NOO2NO;2233NOH O2HNONO;尾气处理:222NONO2NaOH2NaNOH O(4)用途:制硝酸盐、氮肥、炸药、染料等。考点 2 氨气和铵盐 使用建议说明:氨气与铵盐部分是常考内容,考纲要求了解氨气的主要性质及其应用,了解氨气的实验室制法,了解铵盐的主要性质及其应用。所以此处内容大家再授课时务必要注重学生基础知识掌握的把控。欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网整理,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!5/22 1、氨气(3NH)(1)分子结构:由极性键形成的三角锥形的极
9、性分子,N 原子有一孤对电子;N 为3价,为 N 元素的最低价态;(2)物理性质:无色、刺激性气味的气体,密度比空气小,极易溶于水,常温常压下 1 体积水能溶解 700 体积的氨气,易液化(可作致冷剂);(3)化学性质:与2H O反应:32324NHH ONHH ONHOH,溶液呈弱碱性,氨水的成份为:3NH、2H O、32NHH O、4NH、OH、+H,氨水易挥发;与酸反应:34NHHClNH Cl,3343NHHNONH NO(有白烟生成);还原性(催化氧化):3224NH5O4NO6H O催化剂(N 为3价,最低价态,具有还原性);(4)实验室制法42322Ca OH2NHClCaCl2
10、NH2H O;工业上采取2N与2H在高温高压催化剂条件下合成氨气;(5):化工原料,制硝酸、氮肥等,作致冷剂。2、铵盐(1)物理性质:白色晶体,易溶于水;(2)化学性质:受热分解:43322NH HCONHH OCO(30 以上可分解),43NH ClNHHCl;与碱反应:42322Ca OH2NH ClCaCl2NH2H O,铵盐与碱溶液反应的离子方程式:432NHOHNHH O(该性质可用欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网整理,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!6/22 于氨气的制取和铵根离子的检验)。三、例题精析 使用建议说明:此处内容主要用于教师课堂的精讲,每个
11、题目结合试题本身、答案和解析部分,教师有的放矢的进行讲授或与学生互动练习。例题 1 只用一种试剂就能将4NH Cl、442NHSO、NaCl、24Na SO四种溶液区分开,这种试剂是()ANaOH溶液 B3AgNO溶液 C2Ba OH溶液 D2BaCl溶液【答案】C【解析】分析四种盐溶液,两种铵盐,可以用碱液区分,两种硫酸盐都可用2Ba区分,故选用2Ba OH即可区分。例题 2 下列关系图中,A 是一种正盐,B 是气态氢化物,C 是单质,F 是强酸。当 X 无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系(其他反应产物及反应所需条件均已略去),当 X 是强碱时,过量的 B 跟2Cl反应除生成 C 外,另一
12、产物是盐酸盐。A XB CL2C O2D O2E H2OF 下列说法中不正确的是()A当 X 是强酸时,A、B、C、D、E、F 中均含同一种元素,F 可能是24H SO B当 X 是强碱时,A、B、C、D、E、F 中均含同一种元素,F 是3HNO CB 和2Cl的反应是氧化还原反应 D当 X 是强酸时,C 在常温下是气态单质【答案】D【解析】A 是正盐,既可以与强酸反应又可以与强碱反应,并且生成产物 B都是氢化物,A 必须是铵盐,B 如果是酸根离子形成的氢化物能与2Cl反应,说明其有还原性,有还原性的氢化物常见的是2H S,故 A 是42NHS,A 项,当 X 是强酸时,B 就是2H S,那么
13、 C 是 S,D 是2SO,E 是3SO,F 就是24H SO,A 对;B 项,当 X 是强碱时,B 就是3NH,C 就是2N,D 就是 NO,E 就是2NO、F 就是3HNO,故 B 对;C 项,不管 B 是2H S还是3NH,与氯气发生的都是氧化还原反应,C 对;D 项,当 X 是强酸时 C 是 S,是固态单质,D 错。例题 3 物质的量之比为2:5的锌与稀硝酸反应,若硝酸被还原的产物为2N O,反应结束后锌没有剩余,则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网整理,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!7/22 之比是()A1:4
14、 B1:5 C2:3 D2:5【答案】A【解析】设2 mol nZ参与反应,因 Zn 无剩余,则最终生成了322 mol n NOZ,显然含有34 mol NO,这部分是没有参与氧化还原反应的3HNO;32HNON O过程中 N元素的化合价+5价+1价,根据得失电子守恒有:32HNO4n Znn,则3HNO1 moln,即有 1MOLHNO3被还原。例题 4 用如图装置制取、提纯并收集表中的 4 种气体(A、B、C 表示相应仪器中加入的试剂),其中可行的是()气体 A B C A 2NO 浓硝酸 铜片 NaOH溶液 B 2SO 浓硫酸 铜片 酸性4KMNO C 2CO 稀硫酸 23Na CO固
15、体 浓硫酸 D 3NH 浓氨水 生石灰 浓硫酸【答案】C【解析】由装置图可知,制取气体采用固体与液体常温下反应,且采用向上排空气法收集。C 为净化提纯装置。A 项不能用NaOH溶液作干燥剂,因为NaOH不仅与挥发出的3HNO反应,也与2NO发生反应;B 项 Cu 与浓硫酸只能在加热条件下才能发生反应,且2SO不能用酸性4KMNO干燥;D 项不能用浓硫酸干燥3NH,且收集3NH应用向下排空气法收集。例题 5 甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比,设计如下实验流程:制取氮气装有足量干燥剂的干燥管装有氧化铜的硬质玻管装有足量浓硫酸的洗气瓶测定生成氮气的体积 实验中,先用制得的氨气排
16、尽洗气瓶前所有装置中的空气,再连接洗气瓶和气体收集装置,立即加热氧化铜。反应完毕后,黑色的氧化铜转化为红色的铜欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网整理,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!8/22(3222NH3CuON3Cu3H O)。下图 A、B、C 为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置,D 为盛有浓硫酸的洗气瓶。甲小组测得:反应前氧化铜的质量1m g、氧化铜反应后剩余固体的质量2m g、生成氮气在标准状况下的体积1LV。乙小组测得:洗气前装置 D 的质量3m g、洗气后装置 D 的质量4m g、生成氮气在标准状况下的体积2V L。请回答下列问题:(1)写出仪器 A
17、的名称:_。(2)甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气,请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表的空格中。实验装置 实验药品 制备原理 甲小组 A 氢氧化钙、硫酸铵 反应的化学方程式为_ 乙小组 _ 浓氨水、氢氧化钠 氢氧化钠溶于氨水后放热,增加氢氧根浓度,加快氨气逸出(3)甲小组用所测得数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比为 _。(4)乙小组用所测得数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值,其原因是_ _。【答案】(1)圆底烧瓶(2)4423242NHSOCa(OH)2NH2H OCaSO B(3)1125V:7 mm 欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网整理,如有侵权请
18、联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!9/22(4)浓硫酸吸收了未反应的氨气,从而使计算的氢的含量偏高【解析】(1)仪器 A 的名称为圆底烧瓶。(2)氢氧化钙与硫酸铵反应生成硫酸钙、氨气和水,反应的化学方程式为4423242NHSOCa(OH)2NH2H OCaSO;浓氨水是液体,氢氧化钠是固体,为使氨气逸出,把氨水滴入固体氢氧化钠中,随着氢氧化钠溶解放热,氨气挥发放出气体,故选 B 装置。(3)反应前氧化铜的质量为1m g、氧化铜反应后转化成的铜的质量为2m g,则氧化铜中氧元素的质量为12mmg,生成的水中氧元素的质量等于参加反应氧化铜中氧元素的质量,则生成的水中氧原子的个数为1216A
19、mmN;水中氢原子个数是氧原子个数的两倍,因此氢原子个数为12216AmmN,生成的氮气在标准状况下的体积为1LV,则氮气中氮原子的个数为1A2VN22.4;因此氮、氢原子个数比为121A1122VN25V:7 mm22.41:6mmN。(4)乙小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比小于理论值,其原因是洗气瓶 D 中的浓硫酸不但吸收了反应生成的水,还吸收了未反应的氨气,从而使计算的氢的量偏高。四、课堂运用 使用建议说明:在对课堂知识讲解完,把握了重点突破了难点以及练习精讲了之后,再用练习马上进行课堂检测,根据学生情况建议分 3 个难度层次:易,中,难。基础 1.氨水显弱碱性的主要原因是
20、()A.通常状况下,氨的溶解度不大 B.氨水中的32NHH O少量电离 C.溶于水的氨分子只有少量发生电离 D.氨本身的碱性弱 2.物质氧化性、还原性的强弱,不仅与物质的结构有关,还与物质的浓度和反应温度有关。下列各组物质在反应中的产物与物质的浓度有关的是()Cu 与3HNO溶液Cu 与3FeCl溶液Zn 与24H SO溶液Fe 与 HCl 溶液 A.B.欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网整理,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!10/22 C.D.3.下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述中正确的是()常温下都可用铝制容器贮存 露置在空气中,容器内酸液的质量都减轻 常温下都能与铜
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