高三化学教案氮族元素.docx
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高三化学教案氮族元素
高三化学教案氮族元素
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高三化学教案：
氮族元素，希望可以给大家的学习或教学提供更多的帮助。
【易错指津】
1.氨水显弱碱性的理解不全面。
氨气溶于水形成氨水，氨水少部分电离出OH-、NH4+，所以氨水具有弱碱性。
注意以下两点：
（1）氨水遇Al3+、Fe3+、Mg2+分别可以生成Al（OH）3、Fe（OH）3、Mg（OH）2沉淀，但氨水中滴加Ag+溶液开始出现沉淀AgOH，继续滴加沉淀即溶解生成银氨溶液;
（2）氨水遇酸、酸性氧化物可以成盐，又根据氨水与酸的量关系分别得到正盐和酸式盐。
如：
用氨水吸收少量二氧化硫的离子方程式NH3.H2O+SO2=NH4++HSO3-是错误的。
2.NO、O2被水吸收的分析错误。
NO、O2被水吸收实质上发生如下反应：
2NO+O2=2NO2，3NO2+2H2O=2HNO3+NO。
生成NO还可以继续氧化，生成NO2再溶于水，这是一个循环反应。
如无任何气体剩余，最终产物应为HNO3，恰好反应的量的关系：
4NO+3O2+2H2O=4HNO3，实际反应中可以有NO或O2剩余，但不能两者兼有之。
3.氮可以形成多种氧化物。
NO2可以与水反应生成硝酸，但NO2不是硝酸的酸酐。
掌握酸酐的判断方法。
NO2与溴蒸气不能用湿润的KI淀粉试纸检验。
4.NO3-在酸性溶液中具有强氧化性，可以将Fe2+氧化为Fe3+、SO32-氧化为SO42-，将I-、Br-、S2-氧化为I2、Br2、S。
5.检验NH4+离子，可加入烧碱溶液后，必须加热，再用湿润的红色石蕊试纸检验NH3，否则不一定有NH3放出。
【典型例题评析】
例1Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能，近年来此领域研究有很大发展，因此这三位教授荣获了2019年诺贝尔医学及生理学奖。
下列关于NO的叙述不正确的是（2019年全国高考题）
A.NO可以是某些含低价N物质氧化产物B.NO不是亚硝酸酐
C.NO可以是某些含高价N物质的还原产物D.NO是棕色气体
思路分析：
本题看似很深奥，实际不然，考查的落点是中学化学常见物质NO的有关性质。
根据NO中氮元素的化合价（+2）处于氮元素中间价态，应用氧化还原反应原理可推知：
NO既可能是低价含N物质的氧化产物，又可能是高价含N物质的还原产物;根据酸酐概念亚硝酸酸酐应是N2O3;NO应是无色气体。
答案：
D
方法要领：
要答好这类高起点，低落点试题，首先要克服心理障碍，找准题中化学知识运用的着落点，其次，要掌握好重要基本概念和基本理论。
这类试题所涉及的基本理论通常是结构理论（包括原子结构中的质量数=中子数+质子数，质子数、核电荷数、核外电子数之间关系等）、分子结构中微粒成键规律、氧化还原反应规律;所涉及的概念通常是原子相对原子质量、同位素、同素异形体等。
例2右图为装有活塞的密闭容器，内盛22.4mL一氧化氮。
若通入11.2mL氧气（气体体积均在标准状况下测定），保持温度、压强不变，则容器内的密度（1993年上海高考题）
A.等于1.369g/LB.等于2.054g/L.
C.在1.369g/L和2.054g/L之间D.大于2.054g/L
思路分析：
题给的密闭容器中通入O2后发生2个化学反应：
2NO+O2=2NO2
2NO2N2O4。
为便于计算和推导，可将题给22.4mLNO转换为22.4LNO，将题
给11.2mLO2转换为11.2LO2，即容器内盛有1molNO，充入0.5molO2。
根据质量守恒定律，容器内的总质量为：
1mol30g/mol+0.5mol32g/mol=46g。
假定1molNO与0.5molO2恰好完全反应，则生成1molNO2。
在标准状况下1molNO2的体积为22.4L，此时混合气体的密度为46g/22.4L=2.054g/L。
但是，由于反应2NO2N2O4的存在，且保持温度、压强不变，因此使平衡混合气体的体积小于22.4L，故其密度必定大于2.054g/L。
答案：
D
方法要领：
解本题时最容易忽略2NO2N2O4的平衡（这是一个隐含的平衡），而误选B。
在涉及到的NO2或N2O4有关量的计算问题，一般要考虑可逆反应2NO2N2O4的存在对有关量（气体物质的量、体积、密度、式量等）的影响，这是同学们应重视的一个知识点。
例3已知磷酸分子中的三个氢原子都可以跟重水分子（D2O）中的D原子发生氢交换，又知次磷酸（H3PO2）也可跟D2O进行氢交换，但次磷酸钠（NaH2PO2）却不再能跟D2O发生氢交换。
又此可推断出H3PO2的分子结构是（1994年全国高考题）
思路分析：
由H3PO4在有三个氢原子可以与D2O发生氢交换及题给H3PO2分子结构知：
-OH中的H原子能与D2O发生H交换。
现H3PO2能与D2O发生H交换而NaH2PO2则不能（说明NaH2PO2分子中没有羟基H原子），可以类推出H3PO2中只有一个-OH，从而选B。
答案：
B
方法要领：
本题题给信息的实质是：
含氧酸分子中的H原子，只有与氧原子结合形成羟基-OH结构时，才有酸性。
由于次磷酸H3PO2只能电离出一个H+，它是一元酸;NaH2PO2中的H原子不能电离，也不能与碱反应，NaH2PO2属于正盐。
同理CH3COOH分子中只有一个-OH，乙酸是一元酸。
因此含氧酸分子中含有几个H原子，就是几元酸的说法是错误的。
此题为信息给予题，它以一般学生没有接触过的知识实例作为原型（磷酸分子中3个-OH中的H可D2O发生H交换），要求学生在原型的启发下求解。
这类题一般思路为：
分析原型找出规律[只有活泼的氢（能电离的H）才能发生氢交换]比较问题和原型建立联系应用规律完成迁移。
例4用以下三种途径来制取相等质量的硝酸铜：
（2019年高考化学试测题）
（1）铜跟浓硝酸反应;
（2）铜跟稀硝酸反应;（3）铜先跟氧气反应生成氧化铜，氧化铜再跟硝酸反应。
以下叙述中正确的是
A.三种途径所消耗的铜的物质的量相等
B.三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等
C.所消耗的铜的物质的量是：
途径（3）途径
（1）途径
（2）
D.所消耗的硝酸的物质的量是：
途径
（1）途径
（2）途径（3）
思路分析：
本题是评价制备方案的优劣。
从绿色化学角度看
（1）要节约原料;
（2）是副产品对环境污染小。
（1）Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2+2H2O，
（2）3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO+4H2O，（3）2Cu+O2=2CuO,CuO+2HNO3=Cu（NO3）2+H2O。
若生成3molCu（NO3）2，可得消耗原料量及生成污染物NOx的量（见下表）：
Cu（NO3）2CuHNO3NOx
（1）3mol3mol12mol6mol
（2）3mol3mol8mol2mol
（3）3mol3mol6mol0mol
由上表知：
（1）耗HNO3最多，生成污染物最多;（3）耗HNO3最少，没有污染物。
答案：
A、D
方法要领：
本题考查对硝酸性质、用途的理解及氧化还原反应知识，通过分析比较选择出最佳途径的能力。
从不同浓度硝酸与铜的反应可以看出，在硝酸与铜的反应中，硝酸充当了氧化剂和提供硝酸根两种作用，因稀硝酸与铜反应时，氮元素的化合价由+5降为+2价，故作为氧化剂消耗的硝酸较少，而（3）中氧气为氧化剂，硝酸全部用提供酸根用，故消耗硝酸的为
（1）（3）。
例5在下图装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。
则a和b分别是（2019年全国高考题）
思路分析：
产生喷泉的条件：
气体在液体中的溶解度很大，产生足够的压强差（负压）。
CO2在水中溶解度不大，不能产生喷泉，但在NaOH溶液中因发生CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，其溶解度显著增大，此时形成喷泉。
题干要求液体充满烧瓶。
答案：
B、D
方法要领：
中学阶段，在水中能形成喷泉现象常见的有NH3、HCl、HBr、HI、SO2等溶解度大的气体;CO2、H2S、Cl2等在水中溶解度不大的气体，不能形成喷泉，但若将水改成NaOH溶液，这些气体在碱性溶液中溶解度显著增大，从而形成喷泉;此外，喷泉实验装置若发生改变，也可能使本来不能形成喷泉的气体形成喷泉，因此，要从产生喷泉的条件认识形成喷泉的本质。
例6同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满①NH3，②NO2，进行喷泉实验，经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度为（2019年上海高考题）
A.①②B.①②C.①=②D.不能确定
思路分析：
设圆底烧瓶的体积为VL，所含气体的物质的量为xmol。
则：
c（NH3）=x/Vmol/L而3NO2+H2O=2HNO3+NO，c（HNO3）=[2/3xmol][2/3VL]=x/Vmol/L。
答案：
C
方法要领：
只要在同温同压下，单一气体（或某一气体中混有空气）如进行喷泉实验（在H2O中）后所得溶液的浓度均相同。
它与液体上升高度无关。
如是标准状况则浓度为1/22.4mol/L。
注意：
若误以为NO2与H2O生成HNO3的物质的量为2/3x，而忽视了溶液的体积也是2V/3L的话，就会得出两者浓度不等的结论。
例7某试剂厂有银（含杂质铜）和硝酸（含杂质Fe3+）反应制取硝酸银.步骤如下（2019年上海高考题）
依据上述步骤,完成下列填空：
（1）溶解银的硝酸应该用硝酸（填浓或稀）。
原因是（填序号，下同）
（a）减少过程中产生NOX的量（b）减少原料银的消耗量（c）节省硝酸物质的量
（2）步骤B加热保温的作用是.
（a）有利于加快反应速率
（b）有利于未反应的硝酸挥发
（c）有利于硝酸充分反应,降低溶液中[H+]
（3）步骤C中是为了除去Fe3+、Cu2+等杂质,冲稀静置时发生的化学反应是
（a）置换反应（b）水解反应（c）氧化还原反应
产生的沉淀物化学式.
思路分析：
（1）根据反应方程式：
Ag+2HNO3（浓）=AgNO3+NO2+H2O、3Ag+4HNO3（稀）=3AgNO3+NO+2H2O可知：
每生成1molAgNO3，如用浓HNO3，消耗HNO32mol，产生1molNO2;如用稀HNO3，只需HNO34/3mol，放出NO1/3mol。
故用稀硝酸比用浓硝酸好，原因为（a）、（c）。
（2）根据温度对反应速率的影响，加热保温是使反应加快，促使HNO3与Ag反应，而不希望HNO3损失，因此其目的是（a）、（c）。
（3）由水解原理，溶液浓度小，促进水解，使Fe3+、Cu2+生成难溶的Fe（OH）3、Cu（OH）2而除去。
答案：
（1）稀，（a）、（c）
（2）（a）、（c）（3）（b），Fe（OH）3、Cu（OH）2
方法要领：
联系工业生产流程，运用化学知识，理解化学原理解答生产中的问题是高考的热点。
用到的化学原理有：
反应速率;水解反应;物质分离和提纯的方法。
试题的能力要求较高，立意新。
考生应首先将整个流程看懂，在理解每一操作步骤的目的和作用的同时，须联系各步骤的相互关系和作用。
明确前一操作是后一操作过程的基础和条件。
如：
过量的Ag与稀HNO3混合其目的是使HNO3充分反应，步骤B加热保温的原因也是为这一目的而设置的。
它使NOx不断逸出，降低酸度，有利于下一步用水冲稀，使杂质离子水解完全，并通过静置而沉降。
以上三个步骤一环紧扣一环。
本题通过AgNO3生产的步骤、过程，考查考生对金属（Ag、Fe、Cu）与HNO3反应的理解程度。
在步骤C中，虽然Ag+也参与水解，但AgOH很不稳定分解：
AgOHAg2O，合并于过量银中循环使用。
题中给出了生产的过程图，提供了解题线索。
解题时应根据银与不同浓度HNO3的反应及产生，考虑生产实际中的价值及产物对社会环境的影响，不难选择问题
（1）中的答案为稀HNO3及其原因。
借助化学反应的原理及条件，离子的性质等知识，从而顺利解答出问题（
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