2012届高考化学知识点导学案复习7

1 高高 三三 化化 学学 教学内容教学内容 复习 氮和磷 教学目标教学目标 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 知识讲解知识讲解 一 氮气 1 氮元素存在形态 NaNO KNO 5 4 78 33 核酸质 蛋白如有机物无机物化合态 约为按体积计占空气游离态 空气中含大量 N2 是工业生产中 N2的主要来源 思考 工业上如何从空气中分离得到纯净 N2 实验室如何制取 N2 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 实验室制取 N2一般也有两种方法 一种是将 NH3通过灼热的 CuO 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 N2 3H2 2NH3 工业上合成氨 与活泼金属反应 3Mg N2 Mg3N2 6Na N2 2Na3N 3 具有氧化性 N2 O2 2NO 4 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 H C OH CO CO 能否称为酸酐 为什么 已知硝酸的结构式为 催化 剂 高温 高 压 点燃 放电 O 2O O O 2 HO N 则其对应的酸酐的结构式如何表示 不能称为酸酐 因为它是羟基与碳原子相连的氢原子脱水所形成的物质 N OH H O N N O N N2O5 H2O 1 NO 不与酸 碱反应 常温迅速与 O2化合 2NO O2 2NO2 碱性条件 NO NO2 2OH 2NO2 H2O NO 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 1 B 1 3 C 2 1 D 1 1 的任意比 答 D 4NO 3O2 2H2O 4HNO3 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 H2O B HCl 和水 C Cl2和 H2O D 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 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 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 4 还原性 4 NH3 5O2 4NO 6H2O O O O O O O O O 催化 剂 点燃 3 4 NH3 3O2 纯 2N2 6H2O 2 NH3 3Cl2 6HCl N2 2 NH3 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 Na NH3 CH3COOC2H5 NH3 M NH2 2 M 为金属 NH4Cl MO 答 2Na 2NH3 2NaNH2 H2 CH3COOC2H5 NH3 CH3 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 请写出 NH4 在 D2O 中水解的离子方程式 NH4 D2O NH3 HDO D 或 NH3 HDO D3O 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 Mg 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 该反应要生成 NH3 必须要有加热条件 否则只能写成 NH3 H2O 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 O 4 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 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 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 6 4 mol NH4 2SO4分解 3 2 四 硝酸 1 化学性质 1 不稳定性 4HNO3 2H2O 4NO2 O2 硝酸越浓越易分解 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 Na2O2 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 使 Fe Al 钝化 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 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 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 5 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 氧化非金属 如 C S P 且氧化到最高价 某些化合物 如 S SO4 Fe2 I 等 3 与有机物的反应 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 与醇 纤维素的酯化 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 或光 OH NO2 浓 H2SO4 50 60 5 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 氨的氧化 氧化炉 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 NO 不能与 O2化合 即 2NO2 2NO O2 尾气吸收 用 NaOH 溶液 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x m m 2 1 料生产硝酸 1 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 2 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 3 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 10 m50 m 21 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 y10 m50 m 21 题意 代入 18 6390 m50 m x m m 21 2 1 y10 m50 m 21 得 95x 99225x y 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x m m 2 1 m2 0 高温 6 即吨 需加入 45 吨水 当只生产 90 硝酸时 m1 0 x 0 m x 1 45 5x 225x y 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11 9 99 y 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 0 95x 99225x 25 11 x 利用方程组 求出 6390 m50 m 25 11 m m 21 2 1 吨25 6 5m 24 75吨m 2 1 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 1 高温时表现强氧化性 如黑火药的爆炸就是 KNO3表现氧化性 2 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 O2 Mg 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 A 升高 B 降低 C 不变 D 无法确定 解析 关键是利用电子得失守恒原埋 N N O O 则形成 1mol O2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 2NaNO2 O2 2Cu NO3 2 2CuO 4NO2 O2 2AgNO3 2Ag 2NO2 O2 由上述三种盐 的一种或几种组成的物质