2012届高考化学复习学案34

高三化学【教学内容】复习《氮和磷》【教学目标】1．掌握氮族元素的名称、符号、原子结构及原子结构的递变与单质物理性质、化学性质的关系。2．掌握N2，氮的氧化物、NH3、铵盐、硝酸等的结构、性质和用途3．掌握磷的同素异形体的结构、性质及用途【知识讲解】[一、氮气1．氮元素存在形态空气中含大量N2，是工业生产中N2的主要来源。思考：①工业上如何从空气中分离得到纯净N2？

②实验室如何制取N2？[①工业制取N2有两种方法：一种是将空气液化，然后蒸发，首先挥发出N2，另一种方法是将木炭在空气中燃烧，将所得气体通过碱洗后得到N2。△△②实验室制取N2一般也有两种方法：一种是将NH3△△2NH3+3CuO==N2+3Cu+3H2O得到N2，另一种方法是：NH4Cl饱和溶液和NaNO2饱和溶液混合加热，NH4Cl+NaNO2==NaCl+N2↑+2H2O]2．N2物理性质：难溶于水，难液化，密度比空气略小——与空气密度相近，只能用排水法收集N2。思考：请举出与N2密度相近的二种气体以及与CO2密度相近的二种气体。（N2式量为28，则式量为28的还有CO、C2H4，CO2的式量为44，则式量为44的有C3H8和N2O）3．N2化学性质（1）稳定性——很难与其它物质发生化学反应，为什么？（因为N=N叁键键能很大，很难打断该共价键）（2）一定条件下具有氧化性：催化剂高温、高压催化剂高温、高压N2+3H2=====2NH3——工业上合成氨放电点燃放电点燃与活泼金属反应3Mg+N2====Mg3N26Na+N2====2Na3N（3）具有氧化性N2+O2====2NO4．氮的氧化物——N2O（笑气）、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5，其中属于酸酐的只有N2O3（HNO2）、N2O5（HNO3）思考：酸分子内或分子间羟基与羟基脱水后形成的物质称为酸酐，则O－ＨO－Ｈ2OOOH—C—OHCO，CO能否称为酸酐？为什么？已知硝酸的结构式为HO—N则其对应的酸酐的结构式如何表示？OOOOOOOOOON—OH+H—O—NN—O—N（N2O5）+H2O）（1）NO①不与酸、碱反应，常温迅速与O2化合2NO+O2==2NO2②碱性条件：NO+NO2+2OH－==2NO2－+H2O③NO+CO2+Na2O2==Na2CO3+NO2思考：NO和CO2的混合气体，通过足量的Na2O2后，剩余气体体积为原来的一半，则NO和CO2的体积比为A．1:1B．1:3C．2:1D．≤1:1的任意比（答D）④4NO+3O2+2H2O==4HNO3⑤实验室制法：3Cu+8HNO3（稀）==3Cu(NO3)2+2NO+4H2O只能用排水法收集NO，为什么？（排空气NO+O2—NO2）（2）NO2——不可能为纯净物2NO2==N2O4强氧化性：NO2+KI——NO2+SO2——（古老生产H2SO4方法）4NO2+O2+2H2O==4HNO3实验室制法：Cu+4HNO3（浓）==Cu（NO3）2+2NO2+2H2O（只能用排空气法收集）二、氨1．分子结构：三角锥形N—锥顶，H—锥底，键角—107°18′极性分子思考：下列气体与对应的液体能进行喷泉实验的是A．NH3和H2OB．HCl和水C．Cl2和H2OD．CO2和NaOH溶液（答：A、B、D）2．化学性质（1）NH3+H2O==NH3·H2O==NH4++OH－（中学唯一的碱性气体）思考：①为什么能在浓氨水中加入NaOH固体可制取NH3？（增大OH－浓度使氨水中平衡向左移动）

②氨水成分与液氨是否相同？给氨水加热[OH－]、电离度如何变化？若煮沸呢？已知使稀氨水PH值减小，电离度增大，则[NH4+]如何变化？（不同，氨水混合物，液氨纯净物。加热[OH－]、均增大，若煮沸，氨水挥发，[OH－]要减小。[NH4+]可能增大，也可能减小）（2）酸NH3+H+==NH4+（挥发性酸反应有白烟生成）（3）盐溶液NH3+H2O+Fe3+——NH3+H2O+Al3+——[制Al(OH)3]Ag++NH3+H2O——（先沉淀后溶解）NH3+H2O+CO2+NaCl==NaHCO3↓+NH4Cl（侯氏制碱）催化剂催化剂△点燃（4）还原性4NH3+5O2====4NO+6H2O点燃

4NH3+3O2(纯)===2N2+6H2O△

2NH3+3Cl2===6HCl+N2△

2NH3+3CuO===3Cu+N2+3H2O（5）液氨自电离NH3+NH3==NH4++NH2－思考：已知NH4+与H3O+（H+）相当，NH3与H2O相当，NH2－与OH－相当。N3－（NH2－）与O2－相当。试完成下列反应方程式△△①Na+NH3——

②CH3COOC2H5+NH3——△△O③M(NH2)2——（M为金属）④NH4Cl+MO——O（答：2Na+2NH3==2NaNH2+H2，△△CH3COOC2H5+NH3CH3—C—NH2+CH3CH2OH△△△M(NH2)2===MNH+NH3↑或3M(NH2)2===M3N2+4NH3，△2NH4Cl+MO==MCl2+2NH3↑+H2O）3．实验室制法△（1）反应原理：铵盐和碱共热（溶液还是固体？），一般反应为：△2NH4Cl+Ca(OH)2===CaCl2+2NH3↑+2H2O（2）反应装置：与制取O2、CH4完全相同思考：收集NH3时，试管口放一团棉化，起什么作用？（防止氨气与空气对流，以便收集到较纯的NH3）三、铵盐1．结构：NH4+与酸根离子组成，含离子键、共价键和配位键，属于离子晶体，极易溶水，且溶于水吸热。2．化学性质（1）水解：NH4++H2O==NH3·H2O+H+思考：①请写出NH4+在D2O中水解的离子方程式（NH4++D2O==NH3·HDO+D+或NH3·HDO+D3O+）

②试用平衡移动原理解释下列现象：氨水加入Mg2+溶液出现白色沉淀Mg(OH)2而Mg(OH)2加入到饱和NH4Cl溶液沉淀又能溶解。

③Mg(OH)2能溶于饱和NH4Cl溶液有两种解释，一种是：Mg(OH)2（s）==Mg2++2OH－，NH4++H2O==NH3·H2O+H+，H+与OH－中和，促使Mg(OH)2的溶解平衡移动而溶解，另一种解释是：Mg(OH)2（s）==Mg2++2OH－，OH－+NH4+==NH3·H2O，使Mg(OH)2溶解。试问：你能否只用一种试剂验证哪种解释合理？△（答：用CH3COONH4。因为该溶液呈中性，若Mg(OH)2加入CH3COONH4溶液溶解，则第二种解释合理，若不溶解，第一种解释合理）△（2）与碱反应：NH4++OH－==NH3↑+H2O注意：①该反应要生成NH3，必须要有加热条件，否则只能写成NH3·H2O

②该反应有何重要应用？一是实验室利用该反应来制取NH3，二是利用该反应检验或鉴定NH4+，请你说出鉴定NH4+方法？（取样品加入NaOH溶液加热，若有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，即含NH4+）△（3）受热分解：一般规律是：若为非氧化性酸形成的铵盐，受热分解成NH3和对应的酸。（酸不稳定继续分解）如：NH4Cl==NH3+HCl，NH4HCO3==NH3↑+H2O+CO2↑，△(NH)2S==2NH3+H2↑+S若为氧化性酸形成的铵盐，受热分解发生氧化—还原反应，产物复杂一般不要求同学们掌握。思考：①铵盐分解的实质是NH4+提供质子（H+）给酸根离子，则NH4F、NH4Cl、NH4Br、NH4I四种铵盐的热稳定性由大到小的顺序是_____________________（NH4I>NH4Br>NH4Cl>NH4F，因为HF最弱，F－最易分解）

②硫酸铵受分解的产物是N2、SO2、NH3、H2O和SO3，问该反应中每转移1mol电子，有多少摩(NH4)2SO4分解？（首先写出反应方程式4(NH4)2SO4==N2+3SO2+SO3+6NH3+7H2O，根据反应式，每生成1mol/N2转移6mol电子，即有4mol(NH4)2SO4分解，则转移1mol电子应有即mol(NH4)2SO4分解）四、硝酸△1．化学性质△或光（1）不稳定性4HNO3==2H2O+4NO2+O2↑硝酸越浓越易分解。或光OH由于分解产生NO2又溶解到HNO3里，而呈黄色。久置的试剂颜色变化的较多。如：OHNa2O2、、Fe2+化合物、AgX、AgNO3等。思考：久置变黄的硝酸如何除去黄色？（通入过量O2，不能加水，否则浓HNO3变成稀HNO3）（2）强氧化性——越浓氧化性越强①使Fe、Al钝化②除Au 和Pt可溶解绝大多数金属。要使Au、Pt溶解可用王水思考：①王水、实验室制取CH4、C2H4均存在1:3关系，问这1:3是指体积、质量还是物质的量？②（王水中浓HNO3和浓盐酸物质的量比1:3，制CH4无水CH3COONa与碱石灰质量比约为1:3，制C2H4酒精与浓H2SO4体积比为1:3）③5.6g铁粉与100g稀HNO3恰好反应，求硝酸的质量分数。（Fe与硝酸反应，应有以下几种情况：a、Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O，A%=25.2%b、3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O，A%=16.8%C、所得产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2混合物，则应在16.8~25.2%之间）④氧化非金属，如C、S、P，且氧化到最高价⑤某些化合物，如S２－、SO4２－、Fe2+、I－等（3）与有机物的反应50~60℃浓H250~60℃浓H2SO4NO2①+HNO3+H2O进行该实验的操作步骤？实验现象？为何制得的硝基苯为谈黄色？怎样将淡黄色除去得到纯硝基苯？②与醇、纤维素的酯化③与蛋白质发生黄蛋白反应△2．制法△（1）实验室制法NaNO3+H2SO4（浓）====NaHSO4+HNO3↑实验室制HNO3的原理与制HCl完全相同，为什么制HNO3的产物只能为NaHSO4而不是Na2SO4？制HNO3发生装置是否与制Cl2完全相同？（因为若生成Na2SO4必强热，这时HNO3亦分解。不同，一般制HNO3只能用曲颈瓶，若用与制Cl2相同的装置，橡皮塞应用铝箔包起来。）（2）工业制法——氨的催化氧化法①氨的氧化——氧化炉高温②从氧化炉出来的气体（NO）必需经冷却再与O2反应，为什么？高温（高温NO不能与O2化合，即2NO2===2NO+O2）③尾气吸收——用NaOH溶液④稀NHO3浓缩——吸水剂Mg(NO3)2或浓H2SO4再蒸馏。思考：吸水剂能否用MgCl2或P2O5？（不能用MgCl2，因为蒸馏时HNO3中含HCl，可用P2O5，因形成H3PO4也是不挥发性酸）例：氨氧化法可制得50%的硝酸。加脱水剂可进一步制得90%的硝酸，两种产品的质量比（m1、m2分别为50%的硝酸溶液和90%的硝酸溶液质量）。若以17吨液氨为原料生产硝酸导出理论上所需水量y（吨）与质量比x数学关系式（假定NH3转化率是100%）根据导出关系式求出只生产50%的硝酸所需水的量和只生产90%硝酸所需水的量（吨）质量比x为多少时，进出水的量保持平衡，此时两种产品总质量为多少吨？解析：这是一道结合数学知识解决化工生产的典型例题，高考《考试说明》明确指出：要具备用数学知识解决化学问题的能力。本题首先要导出需要水的量与两种硝酸质量比的函数关系：两种产品中含水为吨，这是否理论上需要水的量？不是，因为在NH3+2O2=HNO3+H2O反应中，17吨氨除完全转化为63吨硝酸外，还生成18吨水，因此－18，现在的问题是如何将m1、m2转化为x，根据题意：代入－18得解答第二问，关键是抓住“根据导出关系式”，而不是利用化学方程式求解。如何根据导出关系式求出需要水的量？还要抓住，当只生产50%硝酸时，即m2=0，若m2=0，即吨，需加入45吨水。当只生产90%硝酸时，m1=0，x=0，吨，这—11吨什么意思？即不需要加水，反而脱去11吨水，才能得到90%的硝酸。第三问比较简单，当进出水的量保持平衡，即y=0，，利用方程组求出两种产品的总质量为24.75+56.25=81吨五．硝酸盐主要了解这几方面的内容：高温时表现强氧化性，如黑火药的爆炸就是KNO3表现氧化性硝酸盐分解：按金属活动顺序K~Na的硝酸盐分解得亚硝酸盐和O2Mg~Cu生成金属氧化物、NO2、O2、Hg~Ag生成金属、NO2、O2思考：（1）某金属的硝酸盐受热分解，生成金属氧化物、NO2和O2，其中NO2和氧气的体积比为8:1，则金属元素的化合价。+5+4+5+4－２0（解析：关键是利用电子得失守恒原埋，N→N，O→O，则形成1molO2失去4mol电子，同时生成8molNO2必得8mol电子，金属元素的化合价必升高）△△△

（2）已知三种硝酸盐受热分解：2NaNO3==2Na