高二化学第一节氮和磷（2）人教版知识精讲

高二化学高二化学第一节第一节 氮和磷（氮和磷（2 2）人教版人教版 【同步教育信息同步教育信息】 一. 本周教学内容： 第一节 氮和磷（2） 二. 教学目标： 1. 使学生了解氮族元素性质的相似性和递变规律。 2. 使学生掌握氮气的化学性质。 3. 使学生了解磷的性质。 4. 通过氮族元素性质的相似性和递变规律使学生掌握运用元素周期律和原子结构理论知 识指导元素化合物知识学习的方法。 三. 教学重点： 1. 氮族元素性质的相似性和递变规律 2. 氮气的化学性质 四. 教学难点： 氮的分子结构与氮气化学性质的关系 五. 教材分析： 我们这节课就来学习和讨论氮族元素的另一种典型代表磷。 在自然界中磷只以化合态磷酸盐的形式存在于矿石中，是构成蛋白质的成分之一， 在动物的骨骼、牙齿和神经组织，植物的果实和幼芽，生物的细胞里都含磷，对于维持生 物体正常的生理机能起着重要的作用；可以制磷酸、农药等。 （一）磷 1. 磷的存在和用途 我们在学习碱金属的钠和钾以及卤素的氯和溴时，它们的性质之间有什么关系？试用 元素周期律的知识解释。 由同主族元素性质递变规律可知，它们具有相同的最外层电子数，因此化学性质相似， 但随着核电荷数的增加，原子半径变大，故性质也会有差异性，如钾比钠的金属性强，而 溴比氯的非金属性差。 那么氮和磷的性质如何呢？ 事实上，磷在化学性质上与氮有相似的地方，如单质也能与非金属反应等，可是单质 磷的化学性质比氮要活泼，容易与非金属等其他物质反应，这些差异主要是由氮分子的特 殊的叁键结构所造成的。 2. 磷的化学性质 回忆初中学过的有关红磷的燃烧情况。 522 254OPOP 变成什么呢？ 五氧化二磷吸水以后有两种情况:即和冷水反应生成的是剧毒的偏磷酸（HPO3） ，和热 水反应生成的才是磷酸。 43252 23POHOHOP 加热 思考：磷不仅可以与氧气反应，而且在点燃条件下可以与 Cl2反应。那么，请问磷与 氯气反应时，谁将表现正价，谁又将表现负价？为什么？ 板书（氯气不足） 32 232PClClP 点燃 白雾 （氯气充分） 52 252PClClP 点燃 白烟 思考：什么是同素异形现象？什么是同素异形体？已学过的典型的同素异形体有哪些？ 磷元素的单质也有多种同素异形体，其中最常见的有白磷和红磷两种。 3. 红磷和白磷 实验：放少量红磷于长玻璃管的中部，其中一端用湿纸团塞紧，另一端敞开，先均匀 加热红磷周围的玻璃管，然后在放红磷的地方加强热。 实验现象为：刚开始加热时玻璃管内产生小火花，但火花很快消失，玻璃管内有黄色 蒸气产生，并且在玻璃管内壁冷的地方有黄色固体附着。 思考：在开始加热时为什么会有火花产生，且很快消失？玻璃管内壁附着的黄色固体 为何物？ 刚开始加热时，由于红磷受热而变成磷蒸气，并与玻璃管内的少量氧气反应产生火花， 由于管内氧气不足，故火花很快消失。内壁附着的黄色固体就是由红磷转变而得到的白磷。 隔绝空气加热到 260 白磷 红磷 加热到 416升华后，冷凝 作为同素异形体的单质物理性质差异较大，而化学性质基本相同。那么，磷的两种同 素异形体红磷与白磷的性质又如何呢？请大家通过阅读教材，来填写下列表格，然后得出 结论。 白磷与红磷 名称白磷红磷 分子结构 颜色状态 溶解性 毒性 着火点 保存方法 用途 相互转化 主要化学性质 生：阅读教材，将投影所展示的表格与教材中的表 12 进行对比，思考、讨论。 关于白磷与红磷的分子结构，只需大家常识性了解就可以了，白磷的分子式为 P4，其 分子为正四面体结构，键角为，而红磷的分子结构比较复杂；关于它们的颜色状态、60 溶解性、毒性、着火点可参看表 12；保存方法：白磷由于着火点低，所以少量的通常保 存在水中，红磷应该密封保存；用途见教材，相互转化见板书；主要化学性质是指磷与氧 气及氯气反应的三个化学方程式。 小结：本节课我们学习和讨论了三个问题，一是磷的存在和用途，应了解磷在自然界 只有化合态而无游离态；二是磷的化学性质。这是本节课的重点，磷在点燃条件下既可以 与氧气反应，也可以与氯气反应，且有两种情况，即氯气的充分与不足；三是磷的两种同 素异形体白磷和红磷，二者在物理性质上有较大差异，化学性质几乎一样。 【典型例题典型例题】 例 1 下列关系不正确的是（ ） A. 非金属属性：BiSbAsPN B. 酸性： 4343433 SbOHAsOHPOHHNO C. 稳定性： 432 SiHPHSHHCl D. 酸性： 3243424 SiOHPOHSOHHClO E. 稳定性： 33333 BiHSbHAsHPHNH 解析：解析：依据同主族、同周期元素非金属递变规律来分析各选项可知：A 选项正确；非 金属性越强其气态氧化物稳定性越强，其对应最高价含氧酸酸性越强的规律可确定 B、C、D 选项也正确；只有 E 选项不正确。 解：解：E 选项符合题意。 点评：要求能熟练地运用元素周期律来分析解决实际问题。 例 2 关于磷的下列叙述中，正确的是（ ） A. 红磷没有毒性而白磷剧毒 B. 白磷在空气中加热到 260可转变为红磷 C. 白磷可用于制造安全火柴 D. 少量白磷应保存在水中 解析：解析：A 选项正确。B 选项错误；白磷必须隔绝空气加热才可转变为红磷。C 选项错误； 白磷着火点低，用于制安全火柴的是红磷。D 选项正确。 故选 A、D。 例 3 下列叙述不属于同素异形体的是（ ） A. 红磷和白磷 B. 金刚石和石墨 C. 和 C 12 C 14 D. 氧气和臭气 E. H2O 和 D2O 本题知识点：本题知识点：同素异形体和同位素的概念。 错解：错解：选 E。漏选 C。同素异形体和同位素概念不清。 分析：分析：C 是同种元素不同种原子之间的关系，属同位素，而 E 则是两种化合物之间的 关系，不合题意。 答案：答案：C 例 4 磷和氮处于同一主族，它们对应的化合物在结构和性质上有许多相似之处，下列对 化合物 PH4I 的描述下确的是（ ） A. 是一种共价化合物 B. 加热时稳定，不分解 C. 不与 AgNO3 溶液发生反应 D. 易溶于水 思路分析：思路分析：P 和 N 都是 VA 族元素，它们化合物的组成和性质应有相似之处。PH4I 应与 NH4Cl 相似 NH4Cl 是 NH3和 HCl 形成的离子化合物，则 PH4I 可看作 PH3和 HI 形成的离子化 合物；PH4I 溶于水电离出的与 Ag+生成 AgI 沉淀；NH4Cl 受热分解生成 NH3和 HCl，PH4I I 受热易分解为 PH3和 HI（HI 还能继续分解生成 H2和 I2）；NH4Cl 易溶于水，PH4I 也应易溶 于水。 答案：答案：D 例 5 某元素的最高价氧化物为 R2O5，该元素的气态氢化物中氢的质量分数为 8.82%，已 知该元素原子核内中子数比核外电子数多 1。试推断： （1）该元素的名称是 ，在元素周期表中的位置是 。 （2）该元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱与同周期元素最高价含氧酸的比较 应为（写出化学式） 。 思路分析：最高价氧化物为 R2O5，可知该元素气态氢化物为 RH3。由质量分数计算： 100%=8.82% 31 31 R M 解得 MR=31，所以该元素原子的质子数为=15，为磷元素。 2 131 答案：答案：（1）磷 第三周期第A 族 （2）HClO4H2SO4H3PO4H2SiO3 【模拟试题模拟试题】 一. 选择题 1. 氮分子结构很稳定的原因是（ ）。 A. 氮分子是双原子分子 B. 氮气是一种无色的气体 C. 氮分子中的 NN 键很牢固 D. 氮有多种化合物 2. 下列气体中，只能用排水集气法收集的是（ ）。 A. B. C. D. 2 CONO 2 NO 2 H 3. 氮的某种氧化物是同体积氢气质量的 22 倍，其氧化物中氮与氧两种元素的质量比是 ，则该氧化物的化学式是（ ）。4:7 A. B. C. D. ON2NO 32O N 2 NO 4. 下列叙述不正确的是（ ）。 A. 磷原子半径大于氮原子半径 B. 氮族元素的氢化物中最稳定的是 3 NH C.的还原性比弱 3 AsH 3 PH D. 常温下砷是固体 5. 下列说法正确的是（ ）。 A. 白磷比氮气活泼得多，所以说磷的非金属性比氮强 B. 氮原子比磷分子活泼得多 C. 自然界中含有丰富的游离态氮元素 D. 从液态空气中分离出氮原子属于氮的固定 6. 把盛有和的混合气体的试管倒立在盛水的水槽中，最终液面上升到试管的 2 NO 2 N 处，原混合气体中和的体积比是（ ）。 3 1 2 NO 2 N A. B. C. D. 1:11:22:11:3 7. 在相同温度和压强下，有同体积的两种氮的气态氧化物 X 和 Y，X 质量为 1.8g，Y 质 量为 0.5g，若已知 Y 的相对分子质量为 30，则 X 的化学式是（ ）。 A. B. C. D. 2 NOON2 32O N 52O N 8. 在体积为 VL 的密闭容器中通入和，反应后容器内氮原子数和氧原amolNO 2 bmolO 子数之比为（ ）。 A. B. C. D. b a b a 2ba a 2)(2ba a 9. 鉴别和，不能采用的实验方法是（ ）。 2 NO 2 Br A. 分别溶于水中，观察水溶液颜色 B. 分别加入，振荡，观察液体颜色 4 CCl 4 CCl C. 用湿润的 KI 淀粉试纸检验，观察试纸颜色变化 D. 分别加入少量溶液，振荡后观察有无沉淀 3 AgNO 10. 下列关于白磷和红磷的叙述，正确的是（ ）。 A. 是同种物质，因为由同种元素组成 B. 都有毒 C. 一定条件下可相互转化 D. 磷元素只有这两种同素异形体 11. 不能用五氧化二磷干燥的气体是（ ）。 A. B. C. D. SH2 2 O 3 NH 2 Cl 12. 用的去中和 25mL 0.3mol/L 的溶液，若要得到正盐，Lmol /25 . 0 43PO HNaOH 应加入溶液的体积为（ ）。 43PO H A. 10mL B. 30mL C. 75mL D. 90mL 二. 填空题 1. 氮族元素包括 ，它们的最外层电子数都是 ，位于周期表的 族。氮族元素的非金属性比同周期的氧族和卤族元素 ，原因是 。 2. 不看元素周期表推断第 33 号元素是 ，它的最高价氧化物的化学式为 ， 气态氢化物的化学式为 。它的同族下周期元素的原子序数为 。 3. A、B 两种元素，A 元素的原子最外层电子数比次外层电子数多 3 个，B 元素的原子最 外层电子数比次外层少 3 个，则 A 为 ，B 为 。 4. 锑的最高价氧化物的化学式是 ，该化合物中锑的质量分数是 75.3%，则锑 的相对原子质量是 。 5. 在某温度时，一定量的元素 A 的氢化物，在一定体积的密闭容器中可完全分解 3 AH 成两种气态单质，此时压强增加了 75%。则 A 单质的一个分子中有 个 A 原子， 分解反应的化学方程式为 。 3 AH 三. 简答题 1. 试用化学方程式表示雷雨中含有微量硝酸的原因 。 2. 写出以磷为原料制取的化学方程式 ，磷在不同量的氯气中 43PO H 燃烧的化学方程式 ， 。 3. 现有原子序数之和为 51 的五种短周期元素 A、B、C、D、E。已知 A 单质在常温下为 无色气体；B 原子的最外层电子数比次外层多了 3 个；C 和 B 属于同族元素；D 的最高正价 和负价的代数和为 4，其氢化物的熔点在同主族元素的氢化物中最低，E 元素的原子最外层 电子数与其 K 层电子数相同。 写出它们的元素符号： A 、B 、C 、D 、E 。 试题答案试题答案 一. 1. C 2.