氮和磷（第一课时）_高二化学教案

[教学目标]

1．知识目标

（1）掌握氮族元素性质的相似性、递变性。

（2）掌握n₂的分子结构、性质、性质、重要用途。熟悉自然界中氮的固定的方式和人工固氮的常用方法，了解氮的固定的重要意义。

2．能力和方法目标

（1）通过“位、构、性”三者关系，掌握利用元素周期表学习元素化合物性质的方法。

（2）通过n₂结构、性质、用途等的学习，了解利用“结构决定性质、性质决定用途”等线索学习元素化合物性质的方法，提高分析和解决有关问题的能力。

[教学重点、难点]氮气的性质。氮族元素性质递变规律。

[教学过程]

[引入]投影（或挂出）元素周期表的轮廓图，让学生从中找出氮族元素的位置，并填写氮族元素的名称、元素符号。根据元素周期律让通过论分析氮族元素在结构、性质上的相似性和递变性。

[教师引导]氮族元素的相似性：

[]最外电子层上均有5个电子，由此推测获得3个电子达到稳定结构，所以氮族元素能显-3价，最高价均为+5价。最高价氧化物的通式为r₂o₅，对应水化物通式为hro₃或h₃ro₄。气态氢化物通式为rh₃。

氮族元素的递变性：

氮   磷   砷   锑   铋

非金属逐渐减弱   金属性逐渐增强

hno₃   h₃po₄   h₃aso₄   h₃sbo₄   h₃bio₄

酸性逐渐减弱           碱性逐渐弱增强            

nh₃    ph₃    ash₃

   稳定性减弱、还原性增强

[教师引导]氮族元素的一些特殊性：

[]+5价氮的化合物（如硝酸等）有较强的氧化性，但+5价磷的化合物一般不显氧化性。

氮元素有多种价态，有n₂o、no、n₂o₃、no₂、n₂o₄、n₂o₅等6种氧化物，但磷主要显+3、+5两种价态。

[教师引导]氮族元素单质的性质有哪些递变规律？

[师生共同后投影]课本中表1-1。

[引入第一节]

第一节                 氮和磷

氮气

布置阅读教材第2-3页的内容，进行归纳。

[边提问边]

（一）氮的存在

游离态：大气中n₂的体积比为78%、质量比为75%。

化合态：无机物中（如硝酸钾等），有机物中（如蛋白质、核酸等）。

[引导]请观察周围空气并通过联想分析氮气的性质。

[]

（二）氮气的性质

无色无味，难溶于水（1:0.02），比空气稍轻。

[投影]常见气体在常温常压下的溶解度，让进行比较。

难溶气体：n₂（1:0.02）；h₂（1:0.02）；

微溶气体：o₂（1:0.2）

可溶气体：cl₂（1: 2）、h₂s（1:2.6）

易溶气体：so₂（1:40）

极易溶气体：hcl（1:500）

[思考]实验室制n₂时应该用什么方法来收集？

（三）氮气的性质

[引导]结构决定性质，先研究n₂的结构。

1．n₂的结构

电子式： ；结构式：n≡n。氮氮三键的键能很大（946kj·mol^-1），所以n₂很稳定，通常情况下，性质很不活泼。

2．氮气的性质

（1）与氢气反应

（2）跟镁反应：3mg+n₂ mg₃n₂

（3）与氧气反应：n₂+o₂ 2no

引导从氧化还原反应角度分析上述三个反应。进而得出“氮气既能表现氧化性，也能表现还原性”的结论。

[引导]中国有句农谚，叫做“雷雨发庄稼”，谁能解释这句话的含义？请大家阅读教材第3-4页内容，再来理解这句农谚。

[]

[补充演示实验]教师事先在一烧瓶内充满一氧化氮气体，让学生观察一氧化氮的颜色等。打开瓶塞，让观察变化。

[观察结论]一氧化氮是一种无色气体、二氧化氮显红棕色。通常条件下，一氧化氮易转化为二氧化氮。

[教师引导]请用双线桥法标出以上三个反应中电子转移的方向和数目。

[活动]完成以上作业，教师根据作业情况加以说明。

（四）氮气的用途

1．合成氨、制氮肥、制硝酸。

2．用作保护气：焊接金属、充填灯泡、保存粮食和水果。

[教师引导]请分析以上用途中利用氮气哪方面的性质。

（五）氮的固定

将游离态的氮转变为氮的化合物的过程叫做氮的固定。

途径：自然固氮（雷雨固氮、固氮）；人工固氮：合成氨工业。

教师向介绍人工模拟固氮这一世界性研究课题的现状和前景，鼓励献身研究为人类作出贡献。

[课堂小结]

结构、性质和具体反应之间的联系：

非金属元素及其化合物间的转化关系：

[随堂练习]

1．不属于氮的固定的变化是（  ）

（a）根瘤菌把氮气转化为氨             （b）氮气和氢气在适宜条件下合成氨

（c）氮气和氧气在放电条件下合成no    （d）工业上用氨和二氧化碳合成尿素

答案：d。

2．在汽车引擎中，n₂和o₂进行反应会生成污染大气的no（n₂+o₂ 2no+q），据此，有人认为废气排出后，温度即降低，no分解，污染也就会自行消失，事实证明此说法不对，其主要原因可能是（   ）

    （a）常温常压下no的分解速度很慢

    （b）在空气中no迅速变为no₂而不分解

    （c）空气中n₂与o₂的浓度高，不利于平衡向左移动

（d）废气排出后，压强减小，不利于平衡向左移动

答案：ab。

3．利用下列方法，可以在实验室里从空气中制取氮气的是（  ）

（a）把空气液化, 然后分离出氮气

（b）把空气缓缓通过加热了的铜网

（c）把空气缓缓通过加热了的镁粉

（d）把空气通过装有氢氧化钠的洗气瓶

答案：b。

4．现有m、r两种第Ⅴa族元素，下列事实不能说明m的非金属性比r强的是（  ）。

（a）酸性：h₃mo₄>h₃ro₄

（b）气态氢化物稳定性：mh₃>rh₃

（c）气态氢化物还原性：mh₃>rh₃

（d）含氧酸盐的稳定性：na₃mo₄>na₃ro₄

答案：c、d。

5．在f、p、si、fe这四种元素中，每种元素都有某些方面区别于某它三种元素。若从中选出氟元素，选择的理由中正确的是（   ）。

（a）最高价氧化物对应的水化物酸性最强

（b）单质与冷水反应最剧烈

（c）单质固态时为分子晶体，熔沸点较低

（d）在氧化物：of₆、p₂o₅、fe₂o₃中，of₆最稳定

答案：bc。

6．在标准状况下，将o₂与no按3:4体积比充满烧瓶，将烧瓶倒置于水中，最后烧瓶内溶液的物质的量浓度约为（单位：mol·l^-1）（      ）。

（a）0.045    （b）0.036    （c）0.026    （d）0.018

答案：b。

7．1898年，曾有人发明了固氮的一种方法，该法以石灰石、焦炭、空气为原料。第一步反应是石灰石分解；第二步是使第一步反应产物和焦炭反应，在电炉中的高温下制得第三步反应起始物；第三步反应中另一反应物是空气，该反应也是在电炉中完成的，生成一种固体；第四步是使该固体和水蒸气反应制得氨气。又知该固体中有与n₃^-互为等电子体的离子。

（1）试写出四步反应的方程式；

（2）试简评该固氮方法。

答案：（1）caco₃ cao+co₂↑； cao+3c cac₂+co↑；cac₂+n₂ cacn₂+c ；   cacn₂+3h₂o(g)=caco₃+2nh₃↑。

（2）这种方法，需要消耗大量电能，原料众多，设备重，生产成本高。

8．有a、b、c、d四种气体，能发生下列变化

a+d e+h₂o，   e+o₂ d，

c+d b+f， b+o₂ c。

且已知其中：c为红棕色，d能使石灰水变浑浊，e常温下是固体，f是一种酸酐。

（1）写出四种气体的式：a_________、b_________、c_________、d_________。

（2）写出c+d b+f所表示的反应方程式_____________________________。

（3）写出d使石灰水变浑浊的反应方程式_______________________________。

答案：

（1）h₂s、no、no₂、so₂。

（2）no₂+so₂=no+so₃。

（3）so₂+ca(oh)₂=caso₃↓+h₂o。