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氮和磷(第二课时)

俗话说,凡事预则立,不预则废。作为教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以让学生更好的消化课堂内容,减轻教师们在教学时的教学压力。怎么才能让教案写的更加全面呢?小编特地为大家精心收集和整理了“氮和磷(第二课时)”,欢迎大家与身边的朋友分享吧!

[教学目标]

1.知识目标

(1)掌握一氧化氮、二氧化氮的性质及相互转化的关系。

(2)掌握白磷、红磷的性质以及它们之间的相互转化关系。了解磷的含氧酸的性质,了解常见的磷酸盐。

2.能力和方法目标

(1)通过NO2、NO、O2跟水反应的分析,掌握氮的氧化物、氧气和水反应的有关计算方法。

(2)通过比较白磷、红磷的结构和性质,提高比较能力,提高判断同素异形体的能力。通过氮族、氧族和卤族元素的比较,提高运用元素周期律分析和解决问题的能力。

[教学重点、难点]NO2、NO、O2跟水反应的有关计算。

[教学过程]

[复习和引入新课]

复习上节课N2的化学性质,总结氮的氧化物的性质。

[教师提问]你能写出哪些氮的氧化物的化学式?其中氮元素的价态分别是多少?

氮的氧化物中属于酸酐的有哪些?

NO和NO2如何转化?NO2、溴蒸气怎样鉴别?

如何收集NO、NO2?

[边讨论边总结]

(一)二氧化氮跟水的反应

[演示实验]二氧化氮跟水反应。装置如下图所示(一支10mL量筒)。

(1)轻轻摇动量筒,观察现象(水位逐渐上升,红棕色逐渐变浅)。

(2)用大拇指按住量筒口,取出量筒倒转振荡,再插入水中,观察现象。(水位迅速上升至量筒容积约,剩余体积的无色气体)。

(3)将量筒口用橡胶塞塞住,从水中取出量筒,往量筒中滴入紫色石蕊试液,观察现象(溶液变红)。

通过以上实验的分析引出下列问题。

(二)NO2、NO、O2跟反应的计算

分析反应原理:

1.二氧化氮跟水反应:3NO2+H2O=2HNO3+NOm.jab88.com

2.二氧化氮、氧气同时跟水反应:4NO2+O2+H2O=4HNO3

3.一氧化氮、氧气同时跟水反应:4NO+3O2+H2O=4HNO3

遇到这类计算题时,首先要弄清所涉及的反应原理是哪种情况,再进行计算。如,二氧化氮跟氧气的混合气体溶于水时,可能有以下向种情况:

[例题讲解]

[例1]将盛有氮气和二氧化氮混合气体的试管倒立于水中,经过足够时间后,试管内气体体积缩小为原体积的一半,则原混合气体中氮气和二氧化氮的体积比是。

[分析]氮气跟水不反应,所以可根据“3NO2+H2O=2HNO3+NO”用体积差法进行计算。

答案为:1:3。

[例2]

将容积为50mL的量筒内充满NO2和O2的混合气体,倒置量筒在盛满水的水槽里,足够时间后,量筒里剩余气体体积为5mL。则混合气体中NO2和O2体积比可能是 。

[分析]二氧化氮、氧气混合气体例置于水中,最后残留气体可能有二种情况,一是氧气,二是一氧化氮。所以应先假设,再立式计算。

[解答](1)若剩余的5mL气体是O2,则共有45mLNO2、O2混合气体跟水反应,根据4NO2+O2+H2O=4HNO3可得出:

V(NO2)=×45mL=36mL

V(O2)=×45mL+5mL=14mL

所以,原混合气体中NO2和O2体积比为18:7。

(2)若剩余的5mL气体是NO,则NO2、O2混合气体跟水反应时是NO2过量,过量的NO2再跟水反应。根据反应“3NO2+H2O=2HNO3+NO”可得出,共有15mLNO2过量。

即,在NO2、O2混合气体跟水反应的过程中共消耗气体35mL。根据4NO2+O2+H2O=4HNO3可得出:

V(O2)=×35mL=7mL

V(NO2)=×35mL+15mL=43mL

所以,原混合气体中NO2和O2体积比为43:7。

(三)磷

[引导]让学生阅读教材中有关磷的内容。

[展示]给学生展示白磷和红磷样品,让学生观察。再完成“磷的两种同素异形体性质的比较表”。

[学生总结并填表]

磷的两种同素异形体白磷和红磷的比较

白磷

红磷

分子结构

P4正四面体型,分子晶体

结构复杂,分子晶体

颜色

白色蜡状固体

暗红色粉未

密度(g·cm-3)

1.82

2.34

溶解性

不溶于水,易溶于CS2

不溶于水,也不溶于CS2

毒性

剧毒

无毒

着火点

40℃,易自燃

240℃,可燃

还原性

易被氧化,发磷光

不易被氧化

保存

少量保存在水中

贮存在密闭瓶中

相互转化

隔绝空气条件下,白磷加热到260℃可转化为红磷,红磷加热到416℃以上(升华)可得到白磷。

[演示实验]

(1)白磷、红磷的燃烧。

(2)红磷转化为白磷。

(3)五氧化二磷的吸水性。

在教师引导下,通过上述实验现象的观察和分析,让学生完成下列反应的化学方程式:

磷在空气中燃烧:4P+5O22P2O5(白烟现象)

磷在氯气中燃烧:2P+3Cl22PCl3

2PCl3+Cl22PCl5(白色烟雾现象)

五氧化二磷吸水:P2O5+3H2OH3PO4

磷酸是中强酸,跟碱反应可生成正盐、一氢盐、二氢盐等三类盐。

教师通过下列来引导学生,让比较氮族、氧族和卤族元素的性质差异。

磷(氮族)、硫(氧族)、氯(卤族)的比较

跟氢气化合难易程度

很难跟H2直接化合

硫蒸气在加热时才能跟H2直接化合

Cl2和H2混合,在光照或点燃情况下迅速反应发生爆炸

气态氢化物的稳定性

PH3不稳定,易分解

H2S较不稳定,加热可分解

HCl很稳定,加热到1000℃时才开始分解

最高价氧化物对应水化物的酸性

H3PO4是中强酸

H2SO4是强酸

HClO4为最强的含氧酸

结论

从氮族到卤族,非金属性逐渐增强

[巩固练习]

1.根据下列氮及其化合物间的转化关系,写出有关化学方程式。

答案:略。

2.关于磷的下列叙述中,正确的是()

(A)红磷没有毒性而白磷有剧毒(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

答案:AD。

3.在城市空气中含有浓度较大的一氧化碳、氮的氧化物等大气污染物,这些污染物的主要来源是()。

(A)硫酸工业排放的废气(B)氨氧化法制硝酸中吸收塔排放的废气

(C)汽车尾气(D)煤炭不完全燃烧产生的废气

答案:C。

4.在一定温度和压强下,将装有N2和NO2混合气体的试管倒立于水槽中,最后试管内气体的体积缩小为原体积的,则混合气体中N2与NO2的体积比是()。

(A)2:3(B)3:2(C)3:5(D)5:3

答案:A。

5.下列关于砷(As)元素的叙述中,正确的是()。

(A)在AsCl3分子中,砷原子最外层电子数为8

(B)砷的相对原子质量为74.92,由此可知砷原子核内有42个中子

(C)砷的氢化物的化学式为AsH3,它是一种强氧化剂

(D)砷酸(H3AsO4)是强酸,其酸性与硫酸相似

答案:A。

6.将VLNO和NO2的混合气体通过水吸收后,得到amL无色气体A。将此无色气体A与等体积O2混合,再通过水充分吸收后,收集到5mL无色气体B。试回答:

(1)A气体是__________________,B气体是_________________________。

(2)A气体的体积是______________________mL

(3)V值的取值范围是____________________。

答案:(1)A是NO;B是O2。(2)20mL。(3)20V60。


相关阅读

氮和磷


知识目标:
了解氮族元素性质的相似性和递变规律以及磷的性质;
掌握氮气的化学性质(跟氢气、氧气的反应)。
情感目标:
通过氮族元素有关量变引起质变,以及氮气性质的相对稳定性等知识,对学生进行辩证唯物主义教育。并通过汽车尾气对空气污染等有关知识对学生进行环境保护教育。
能力目标:
培养学生能够运用元素周期律和原子结构理论指导元素化合物知识,培养学生的思维能力。

教材分析

氮族元素性质的相似性和递变规律,在大纲中与氧族元素、碳族元素简介一样均属于了解层次。但氮族元素简介出在章引言部分,并且以开门见山的形式将氮族元素性质的相似性和递变规律直接给出,而不像氧族元素、碳族元素那样作为一节出现,并进行引导分析其递变规律。其主要原因是由于学生已给学习了氧族元素、碳族元素等元素化合物知识,并对用理论指导元素化合物知识的学习方法已经了解,因此,在使学生了解氮族元素性质的相似性和递变规律的基础上,重点以“思考”方式让学生归纳比较卤族元素、氧族元素、氮族元素的非金属性强弱。这样,既强化了理论的指导作用,又巩固了元素周期律的知识。
在介绍氮和磷的单质时,是以学生熟知的化肥引入的,这样学生便于接受。由于氮气在空气中含量最多,并且在合成氨及硝酸的工业制法中都要用到氮气,因此氮气的化学性质是本章的重点,也是本节的重点,大纲中要求为“掌握”层次。教材从氮分子具有牢固的N≡N键而结构稳定入手,说明氮气的化学性质不活泼从而说明结构决定性质,接着又联系化学键的知识,从分子获得的能量使化学键断裂的角度说明氮气在一定条件下还能与某些非金属反应,从而认识氮气的一些化学性质。关于磷,在大纲中的要求为了解层次,教材在初中介绍过的磷与氧气反应的基础上,又介绍了磷与氧气的反应。此外还介绍了磷的同素异形体白磷和红磷的性质的差异,以及红磷和白磷的相互转化从而复习高一学过的同素异形体的的概念。
本节教材的编写,注重联系实际,介绍环境污染问题;注重增加学生学习举,配制了较多的图画和照片;注重培养自学能力开阔知识,编入了两篇资料和一篇阅读。
本节的重点:氮族元素性质的相似性和递变规律;氮气的化学性质。

教法建议

在教学中应突出体现教师的主导作用,发挥学生的主体性,让学生运用已有的理论知识解决新的问题。

一、氮族元素
建议教师预先设计的表格内容(元素符号、原子半径、金属性非金属性、与化合的难易程度、气态氢化物的稳定性、最高价氧化物对应水化物的酸性等),采用讨论的方法由学生运用已有的原子结构、元素周期表等知识以及学习前几族元素的经验,完成表格内容。再通过阅读教材表2—1了解氮族元素单质的一些性质。
最后将教材中的“思考”由学生讨论进行归纳总结,找出规律,加深理解所学知识,使知识系统化。
二、氮气
1.物理性质
引导学生从熟悉的空气入手,通过讨论归纳出氮气的物理性质。
2.化学性质
(1)氮气的稳定性
引导学生运用结构理论分析氮元素的非金属较强,但形成单质后由于分子中存在N≡N的结构致使氮气的化学性比较稳定。常用作保护气。进而掌握学习化学的方法:结构性质用途。
(2)氮气与氢气、氧气的反应。
教师可通过的稳定性是相对的,在一定条件下提供足够能量时,氮气分子的共价键断裂也能与某些物质反应引出氮气的化学性质。根据非金属单质的一般性质,掌握下列变化:

既有氧化性,又有还原性。
建议补充演示NO和之间相互转化的实验(将预先收集的一试管NO向学生展示,然后打开塞子观察现象,气体变为棕色后,将试管例立在盛水的水槽中观察液面及试管内气体颜色变化。试管内液面上升后;用拇指赌住管口取出试管,将试管正立,向试内滴入紫色石蕊试管观察现象)。根据各实验观察确定生成物,写出化学方程式。并强调不是的酸酐。
对于学有余力的学生可补充混合气(、、)与混合的计算:①与混合气体溶于水中,最后得到什么气体?();②与混合气体溶于水最终得到什么气体?(),气体无剩余:,最终得到;最终得到)。③与混合气体溶于水最终得到什么气体:(,无气体剩余;,剩余;,剩余。)

三、磷
通过学生已有的磷的性质和阅读教材内容重点落实以下内容:①P的非金属性比N弱,但磷单质的化学性质比活泼。②磷与氯气的反应,并指明是的酸酐,可做气体的干燥剂。③磷的同素异形体—红磷和白磷的性质差异及其相互转化,并做好红磷转化为白磷的演示。
[实验1—1]。通过白磷的保存联想金属钠的保存方法。
上述知识内容一般不会构成难点,应尽量让学生归纳总结,培养学生的自学能力和培养表达能力。
对于教材中介绍的“光化学烟雾”、“氮气”、“磷的”的等内容,有条件的学校可采用播放录像等形式开阔学生视野,活跃学生思维,培养学生的创新思维能力。

--方案

第一节氮和磷

第二课时

教师活动

学生活动

【复习、提问】氮气有哪些化学性质?

【引导】NO和对环境危害很大,是主要的大气污染物,对人、动物、植物、建筑物的危害很大。【放录像】NO、造成的日本东京和英语伦敦的化学烟雾事件,我国四川乐山大佛腐蚀变形,酸雨造成美国洛杉矶湖泊已无生物……(1分钟)

【提问】看过录像有何感受?

【强调】环境保护的重要性。

【追问】你认为防治氮的氧化物污染环境的关键是什么?

【阅读指导】课本相关内容。

【放录像】介绍目前防治氮的氧化物污染的科技信息。(1分钟)

【指导阅读】课本有关氮气用途的内容

【板书】3.氮气的用途

【思考、回答】

【看录像】

【思考、回答】

NO、等一旦污染空气,人类将无法逃避,无处可藏。为了我们的家园,为了人类自己,我们应从方方面面注意防止环境污染,保护环境。

【阅读、回答】

氮的氧化物主要来源是化石燃料(煤、石油)的燃烧废气和未经处理的硝酸厂的废气,关键处理好废气和尾气。

【看录像】

【阅读归纳】

(1)做化工原料

(2)做保护气(如保鲜苹果)

(3)作冷冻剂(如超低温手术)

【传看、观察】

【引言】磷和氮一样是构成蛋白质的元素之一。无论动物还是植物体内都含磷,它对维持动物体内正常的生理机能起着重要的作用。

【板书】二、磷

【展示】红磷、白磷

【讲解】这是两种磷的单质,磷像碳一样,它的单质也有多种同素异形体,其重要的是白磷和红磷。

【阅读指导】白磷和红磷的物理性质比较表1—2。

【追问】白磷和红磷在某些性质方面为何不同?

【提问】你所学过的属于互称同素异形体的物质都有哪些?

【阅读、思考、记忆、回答】

白磷和红磷在某些性质方面不同。

【思考、回答】结构不同。

【思考、回答】

金刚石、石墨,氧气和臭氧

【板书】1.白磷和红磷是磷的同素异形体

【板书】2.磷的化学性质

(1)磷与氧气反应

【录像】白磷、红磷燃烧实验(初中做的实验)

【追问】这个实验说明什么?写出化学反应方程式。

【设疑】白磷的着火点在,易燃烧,那如何保存它呢?

【讲解】少量白磷可保存在水里。

【讲解】是吸湿性极强的白色粉末,是

常用的干燥剂。它溶于热水生成为磷酸。请同学们写出该反应的化学方程式。

【观察、回忆】

【思考、回答】

白磷和红磷都可与氧气反应,发生燃烧,但白磷着火点低于红磷。

【思考、讨论、回答】

低温、密封

【思考、回答】

【讲解】磷跟氯气经点燃化合,生成三氯化磷和五氯化磷,并伴有烟和雾。三氯化磷是无色油状液化,五氯化磷是浅黄色固体。他们都是重要的化学试剂。

【板书】(2)与氯气反应

【思考、书写、评价】

【演示实验1—1】磷的相互转化,观察现象。

【提示】黄色的固体就是白磷。

【提问】这个实验说明什么?

【板书】(3)磷的相互转化

【观察、回答】

加热后,玻璃管时有黄色气体产生,内壁冷的地方(玻璃管两端)有黄色固体附着。

【思考、回答】

白磷和红磷在一定条件下是可以转化的。

【理解】

【引导】由此可见,磷的化学性质比较活泼,容易和氧气、氯气等许多物质直接化合。在自然界中没有游离态的磷存在,磷主要以磷酸盐形式存在于矿石中。

【思考、理解】

【板书】3.磷的用途

【指导阅读】

【阅读、归纳】

(1)白磷(如制磷酸、燃烧弹、烟雾弹)

(2)红磷(制安全火柴,农药)

【小结】磷的性质及用途

【投影课堂练习一】

1.红磷和白磷在一定条件下可以相互转化,这一变化属于()。

A.物理变化B.化学变化C.氧化还原反应D.非氧化还原反应

2.0.1mol红磷在一定量的氯气中燃烧,质量增加了15g,其产物为()。

A.只有B.C.和D.无法确定

3.安全火柴盒的侧面所涂的物质是某一混合物,其中含有()。

A.白磷和三硫化二锑B.红磷和三硫化二锑

C.氯酸钾、二氧化锑和硫等D.硝酸钾、二氧化锑和硫等

【作业】课本一、5、6、7、8二、三、四。


氮和磷备课


备课资料
一、同素异形体的互变是什么变化
由同种元素组成的具有不同性质的单质叫这种元素的同素异形体。在一定条件下,很多同素异形体可以相互转化,如O2和O3的互变,金刚石和石墨的互变,白磷和红磷的互变,单斜硫和菱形硫的互变等。那么,同素异形体之间的互变是物理变化还是化学变化呢?
众所周知,严格说来,化学变化的实质是物质内部发生了化学键的断裂,原子以新的化学键重新组合成新的物质;而物理变化过程中,则没有旧键的断裂和新键的生成。因此,要判断同素异形体之间的相互转化属于什么变化,还要看转变中有无化学键的断裂和生成。
形成同素异形体的方式可归纳为三种:①组成单质分子的原子个数不同,如02和O3;②单质晶体中原子的排列方式不同,如金刚石和石墨,红磷和白磷;③单质晶体中分子的排列方式不同,如单斜硫和菱形硫。
以第一种方式形成的同素异形体,由于分子中原子个数不同,它们之间的转变必然存在旧键的断裂和新键的形成。
以第二种方式形成的同素异形体,由于晶体中原子的排列方式不同,它们之间的转变也一定存在旧键的断裂和新键的形成。例如石墨转化为金刚石的过程中,石墨晶体中的碳原子以正六边形平面网状结构,转变成金刚石晶体中碳的正四面体型空间网状结构。所以,这一类同素异形体之间的互变也一定是化学变化。
以第三种方式形成的同素异形体,由于只是晶体中分子排列方式不同,一般认为其转变过程中分子组成和结构未发生变化,不存在化学键的断裂和生成。这一类同素异形体之间的变化应属于物理变化。
总之,同素异形体之间的转变究竟是物理变化还是化学变化,或两者兼有之,应具体情况具体分析。
不过,有人在不同场合下,将上述同素异形体的互变、物质晶型的变化,乃至物态(气、液、固)的变化都归入了(广义的)化学变化(分子间键力变了,由量变达到了一定的质变),似乎亦无不可。
——摘自《中学生化学报》作者:罗企前
二、光化学烟雾
光化学烟雾的形成过程是很复杂的,通过实验室模拟研究,已初步弄清了它们的基本化学过程,大体上为:
(1)被污染空气中的N02的光分解。
(2)在被污染的空气中同时存在着许多有机物,它们与空气中的O2、O3、NOx起反应,氧化成一系列有机物,生成烟雾。
(3)氧化过程中的中间产物导致NO向NOx转化,并导致有毒物质产生。
光化学烟雾一般发生在大气湿度较低,气温为24℃~32℃的夏季晴天,污染的高峰出现在中午或午后。可能由于日光照射情况不同,光化学烟雾除显淡蓝色外,有时带紫色,有时带褐色。光化学烟雾能在空气中远距离传播。
当来自太阳的光子激发NO2分解成NO和氧原子时,光化学烟雾的循环便开始了。
NO2(g)+能量—→+NO(g)+O
O2(g)+O—→O3(g)
NO2是有毒、有刺激性气味的气体,O3是一种十分强的氧化剂,它是使植物在烟雾中受害
的主要原因。
氧化性极强的O3跟光化学烟雾中的第三种主要成分——烃进行一系列复杂的化学反应。烃是汽车从汽油箱中逸出或汽油不完全燃烧时生成的。
下面的化学方程式代表光化学烟雾的主要成分和产物:
汽车尾气+阳光+O2(g)—→O3(g)+NOx(g)+有机化合物+CO2(g)+H2O(g)
(烃+C0十NOx)(氧化剂和刺激剂)
光化学烟雾的反应机理很复杂.其中对动植物和材料有害的是O3、PAN、丙烯醛、甲醛等等。
光化学烟雾刺激人的眼、鼻、气管和肺等器官,使人产生眼红流泪、气喘咳嗽、头晕恶心等症状。
为了预防和控制光化学烟雾的发生。环境科学工作者提出了许多办法。例如,设法减少氮氧化合物的排放;对石油、氮肥、硝酸等工厂的排废严加控制。以减少氮的氧化物和烃的蒸发和排放;严禁飞机在航行途中排放燃料;严禁使用化学抑制剂和消毒剂等。然而,比较好的方法还是在排放氮的氧化物之前把它转化为氮气,把烃转化为二氧化碳和水。
——摘自《中学化学》作者:薜秀学
三、白磷、红磷和火柴
1669年,德国炼金术士布兰德将蒸干的尿隔绝空气加热首次制得白磷,他因此成为磷元
素的发现者。
迄今为止,还未发现天然存在的单质磷。目前,工业上单质磷是用来自磷矿石的磷酸钙
高温
和砂子、焦炭在电炉中加热制得的。其方程式为:2Ca3(P04)2+6SiO2+10C=======6CaSi03+
10CO+P4,使反应中生成的磷蒸气通过冷水迅速冷却,便可得到固态的白磷。
首先用作火柴的发火剂是白磷。一般认为,世界上最早用的火柴是欧洲的黄(白)磷火柴,
但是对发明这种火柴的具体的人和年代,说法不一致。综合各种看法,发明的时间可以说是在18世纪30年代中期之前大约20年的范围内。这种火柴的火柴头上主要涂有硫磺、黄磷和氧
化剂。这种火柴只要在火柴盒两面的砂纸上或在其他任何粗糙的固体表面上一擦,磺磷便着
火而引起硫磺及火柴杆的燃烧。这种火柴因黄磷有剧毒和易引起火灾,在使用和生产过程中
都不安全。所以,问世不多年,便有人用磷和硫制成无毒的P4S3代替黄磷,发明了新型的“摩
擦火柴”,但这种火柴也是在任何粗糙的固体表面上一擦便能起火,还是不安全。
18世纪40年代,首次从白磷制得了红磷。随后不久,到50年代便有人发明了以红磷为
发火剂的安全火柴,也就是现在常用的火柴,而黄磷火柴和摩擦火柴早已先后被淘汰了。
——选自《中学生化学报》,文/韩俊、罗军
综合能力训练
1.一氧化氮是常见的大气污染物,它可以和血液中血红蛋白结合,其亲和力比一氧化碳与血红蛋白结合的亲和力要大数百倍。空气中的一氧化氮主要来自汽车尾气。回答下列
问题:
(1)汽车尾气中的一氧化氮气体来源是什么?
(2)一氧化氮使人中毒的根本原因是什么?
(3)目前治理一氧化氮污染的方法之一是:在400℃左右和有催化剂的情况下,用氨气把
一氧化氮还原为氮气和水。写出化学方程式。
(4)根据国家环保局统一规定,目前许多大城市进行常规大气监测的项目是:二氧化硫、氮氧化合物、悬浮颗粒物等三种大气污染物。简述城市空气质量预报对有关部门和普通市民有什么指导意义。
答案:(1)汽车发动机火花塞点火时产生电火花。使进入发动机的氮气和氧气反应生成一氧化氮。
(2)一氧化氮与人体血液中血红蛋白结合,从而使血红蛋白失去正常输氧功能,导致人体缺氧而死亡。
催化剂
(3)6NO+4NH3======5N2+6H2O
400℃
(4)城市空气质量预报有利于政府和市民增强环保意识.为政府有关部门决策提供了科学的依据,为市民日常生活提供科学的信息和指导。
2.有一包白色粉末,可能是Na3PO4、Nal、BaCl2、Na2CO3中的一种或几种,有以下实验
现象:
(1)溶于水得无色溶液;
(2)在溶液中加入足量AgNO3溶液,产生黄色沉淀;
(3)在(2)的混合物中加人足量稀HNO3,有气体产生,黄色沉淀依然存在。
试回答:白色粉末中一定含有_______,一定不存在________,可能含有_______。对可能存在的离子,如何用实验方法确定其存在与否?
答案:Na2CO3、NalBaCl2Na3PO4
对可能存在的PO采用下面方法鉴别:
把(3)中所得的混合物过滤,去掉黄色沉淀,然后在滤液中加入NaOH溶液,中和过量HNO3至溶液为中性时,如果得到了黄色沉淀,则是沉淀Ag3PO4,原物质中含有Na3P04;如果仍没有黄色沉淀,则原物质中没有Na3P04。
3.(1)白磷在O2中燃烧的现象是________。如果用白磷来进行如下图所示实验,I、Ⅱ、Ⅲ发生的不同现象是:____________________,由此你得出的结论是:_________________________。
(2)在白炽灯中常加入极少量的白磷,再充人一定量的氮气,其作用是_________。
答案:(1)白烟I、Ⅱ中不燃烧,Ⅲ中燃烧可燃烧物质的条件:温度达到着火点,与O2接触
(2)白磷除去灯泡内空气,防止灯丝被氧化,再充人氮气保持内外压平衡

高二化学《氮和磷》教案


高二化学《氮和磷》教案

知识目标:
了解氮族元素性质的相似性和递变规律以及磷的性质;
掌握氮气的化学性质(跟氢气、氧气的反应)。
情感目标:
通过氮族元素有关量变引起质变,以及氮气性质的相对稳定性等知识,对学生进行辩证唯物主义教育。并通过汽车尾气对空气污染等有关知识对学生进行环境保护教育。
能力目标:
培养学生能够运用元素周期律和原子结构理论指导元素化合物知识,培养学生的思维能力。
教材分析

氮族元素性质的相似性和递变规律,在大纲中与氧族元素、碳族元素简介一样均属于了解层次。但氮族元素简介出在章引言部分,并且以开门见山的形式将氮族元素性质的相似性和递变规律直接给出,而不像氧族元素、碳族元素那样作为一节出现,并进行引导分析其递变规律。其主要原因是由于学生已给学习了氧族元素、碳族元素等元素化合物知识,并对用理论指导元素化合物知识的学习方法已经了解,因此,在使学生了解氮族元素性质的相似性和递变规律的基础上,重点以“思考”方式让学生归纳比较卤族元素、氧族元素、氮族元素的非金属性强弱。这样,既强化了理论的指导作用,又巩固了元素周期律的知识。
在介绍氮和磷的单质时,是以学生熟知的化肥引入的,这样学生便于接受。由于氮气在空气中含量最多,并且在合成氨及硝酸的工业制法中都要用到氮气,因此氮气的化学性质是本章的重点,也是本节的重点,大纲中要求为“掌握”层次。教材从氮分子具有牢固的N≡N键而结构稳定入手,说明氮气的化学性质不活泼从而说明结构决定性质,接着又联系化学键的知识,从分子获得的能量使化学键断裂的角度说明氮气在一定条件下还能与某些非金属反应,从而认识氮气的一些化学性质。关于磷,在大纲中的要求为了解层次,教材在初中介绍过的磷与氧气反应的基础上,又介绍了磷与氧气的反应。此外还介绍了磷的同素异形体白磷和红磷的性质的差异,以及红磷和白磷的相互转化从而复习高一学过的同素异形体的的概念。
本节教材的编写,注重联系实际,介绍环境污染问题;注重增加学生学习举,配制了较多的图画和照片;注重培养自学能力开阔知识,编入了两篇资料和一篇阅读。

本节的重点:氮族元素性质的相似性和递变规律;氮气的化学性质。
教法建议

在教学中应突出体现教师的主导作用,发挥学生的主体性,让学生运用已有的理论知识解决新的问题。

一、氮族元素
建议教师预先设计的表格内容(元素符号、原子半径、金属性非金属性、与化合的难易程度、气态氢化物的稳定性、最高价氧化物对应水化物的酸性等),采用讨论的方法由学生运用已有的原子结构、元素周期表等知识以及学习前几族元素的经验,完成表格内容。再通过阅读教材表2—1了解氮族元素单质的一些性质。
最后将教材中的“思考”由学生讨论进行归纳总结,找出规律,加深理解所学知识,使知识系统化。

二、氮气
1.物理性质
引导学生从熟悉的空气入手,通过讨论归纳出氮气的物理性质。
2.化学性质
(1)氮气的稳定性
引导学生运用结构理论分析氮元素的非金属较强,但形成单质后由于分子中存在N≡N的结构致使氮气的化学性比较稳定。常用作保护气。进而掌握学习化学的方法:结构性质用途。
(2)氮气与氢气、氧气的反应。
教师可通过的稳定性是相对的,在一定条件下提供足够能量时,氮气分子的共价键断裂也能与某些物质反应引氮气的化学性质。根据非金属单质的一般性质,掌握下列变化:

既有氧化性,又有还原性。
建议补充演示NO和之间相互转化的实验(将预先收集的一试管NO向学生展示,然后打开塞子观察现象,气体变为棕色后,将试管例立在盛水的水槽中观察液面及试管内气体颜色变化。试管内液面上升后;用拇指赌住管口取出试管,将试管正立,向试内滴入紫色石蕊试管观察现象)。根据各实验观察确定生成物,写出化学方程式。

三、磷
通过学生已有的磷的性质和阅读教材内容重点落实以下内容:①P的非金属性比N弱,但磷单质的化学性质比活泼。②磷与氯气的反应,并指明是的酸酐,可做气体的干燥剂。③磷的同素异形体—红磷和白磷的性质差异及其相互转化,并做好红磷转化为白磷的演示。
[实验1—1]。通过白磷的保存联想金属钠的保存方法。
上述知识内容一般不会构成难点,应尽量让学生归纳总结,培养学生的自学能力和培养表达能力。
对于教材中介绍的“光化学烟雾”、“氮气”、“磷的”的等内容,有条件的学校可采用播放录像等形式开阔学生视野,活跃学生思维,培养学生的创新思维能力。

烷烃(第二课时)


第二课时
[师]现在给每个学习小组发一些小球,(黑色稍大球代表碳原子,红色稍小球代表氢原子)和小棍,要求按照烷烃分子的结构特点,来制作含有五个碳原子的烷烃分子的可能结构的球棍模型,并根据自己所制作的模型写出对应的结构式和分子式,看看哪个小组又准又快。
[学生活动]以小组为单位进行讨论和制作,综合各组结果得到三种结构:
分子式:C5H12
分子式:C5H12
分子式为C5H12
并初步认识到它们的结构虽然不同,但分子组成即分子式是相同的。
[师]从大家的制作结果可以看出含有五个碳原子的烷烃分子尽管分子式相同,均为C5H12,但它们的结构是完全不一样的,这一现象在有机化合物中非常普遍。我们称之为同分异构现象,具有相同分子式但结构不同的化合物之间互称为同分异构体。
[板书]二、同分异构现象和同分异构体
1.同分异构现象和同分异构体的概念
[问]同分异构体的性质相同吗?
[生甲]相同,因它们的分子式相同。
[生乙]不同,因它们的结构不同。
[师]评价两学生的回答,肯定生乙的。并同时指出:同分异构体的分子式虽然相同,但结构不同,而物质的结构决定物质的性质,所以它们的性质不同。如丁烷,存在两种同分异构体,一种是分子里的碳原子互相结合成直链,被称为正丁烷,另一种分子里的碳原子却带有支链被称为异丁烷,它们的性质就有明显的差异。
[投影显示]正丁烷和异丁烷的某些物理性质
名称熔点/℃沸点/℃相对密度
正丁烷-138.4-0.50.5788
异丁烷-159.6-11.70.557
[设疑]根据表中数据分析同分异构体之间的熔沸点、相对密度有何变化规律?
[生]从表中数据可以看出异丁烷的熔沸点、相对密度均比正丁烷的低。
[问]两种分子结构上有什么差异?
[生]异丁烷含有支链,而正丁烷为直链。
[问]将表中数据与它们的结构区别结合起来可以得到什么结论?
[生]分子中支链数越多,熔沸点越低,相对密度越小。
[师]这一结论已被实验证明是正确的,即在其他条件相同时,各同分异构体当中分子里支链数越多,该分子的熔沸点越低,相对密度越小。
[板书]2.烷烃同分异构体之间熔沸点的变化规律。
[投影练习]1.将CH3(CH2)3CH3、CH3(CH2)2CH3、CH3CH(CH3)2三种烷烃熔沸点(相同条件)由低到高的顺序自左向右排列。
[思路分析与答案]本题解决时应考虑两个因素:①碳原子数越多沸点越高,②支链越多物质的熔沸点越低。故由低到高的顺序为:CH3CH(CH3)2、CH3(CH2)2CH3、CH3(CH2)3CH3。
[师]通过开始大家的模型制作得知,含五个碳原子的烷烃分子即戊烷存在三种同分异构体,分别称为正戊烷(不含支链)、异戊烷(含一个支链)、新戊烷(含两个支链)。很显然它们的性质也应该有明显的差异。那么在烷烃分子里,若含碳原子数越多,碳原子的结合方式就越趋复杂,同分异构体的数目就越多,如含十个碳原子的癸烷,其同分异构体的数目就有75种之多。
[生]思考、体会,进一步理解有机物种类繁多的原因。
[师](强调)大家在理解同分异构现象和同分异构体概念时应注意把握两点:一是分子式相同。分子式相同必然相对分子质量相同,但相对分子质量相同分子式不一定相同。如H3PO4与H2SO4、C2H6O与CH2O2相对分子质量相同,但分子式不同。二是分子结构不同。分子结构不同是分子里原子或原子团的排列方式不同而引起的。
[设疑]什么叫烃基?烃基的“基”与以前学过的“根”有何区别?
[生]自学烃基的概念,思考、讨论“基”与“根”的区别,并作答。
生甲:烃失去1个氢原子后所剩余的原子团叫做烃基。烃基一般用“R—”表示。
生乙:烃基一般呈电中性,属于烃的一部分,不可以独立存在,而“根”往往带有电荷,可以在溶液中独立存在。
[师](补充说明)如果该烃是烷烃所形成的烃基便称之为烷基,如—CH3叫甲基,—CH2CH3叫乙基。由于烃分子存在着异构现象,那么当碳原子较多时,烃基也存在异构体,如丙基就有两种情况:CH3—CH2—CH2—叫正丙基,CH3—CH—CH3叫异丙基。

[板书]3.烃基的概念
[设疑]如何完整地写出一种碳原子数较多的烷烃分子的所有同分异构体(如C7H16)?
[生]思考、讨论,写出一些异构体,有一部分经推敲之后发现为同一种分子。
[引导]在书写烷烃分子的同分异构体时一方面为了简便其见,可以先不写出氢原子,只用碳原子的不同关系来表示,因为同分异构体的形成正是由于碳原子的位置或排列变化而引起的。书写时有如下技巧:先写最长链;然后从最长链减少一个碳原子作为取代基,在剩余的碳链上连接,即主链由长到短,支链由整到散,位置由中心排向两边。
[投影显示]C7H16的同分异构体的书写步骤
①将分子中全部碳原子连成直链做为母链C—C—C—C—C—C—C;
②从母链的一端取下一个C原子,依次连接在母链中心对称线一侧的各个C原子上,即
得到多个带有甲基、主链比母链少一个碳原子的异构骨架C—C—C—C—C—C
C—C—C—C—C—C但应注意取代基不能连在末端,否则与原直链时相同;

③再从母链上一端取下两个C原子,这两个C原子相连或分开,依次连在母链所剩下的各个碳原子上,得到多个带乙基或带两个甲基、主链比母链少2个碳原子的异构体骨架

④再从母链上取下3个碳原子,依第③步骤书写:

[提示]从母链取下的碳原子数,不得多于母链所剩余的碳原子数,所以C7H16的同分异构共有9种,那么像烷烃分子同分异构体这样的同分异构现象,叫做碳链异构或碳架异构,当然最后可以将这种碳原子骨架转变成对应的结构简式。
[板书]4.烷烃同分异构体的写法
[投影练习]2.书写C6H14的所有同分异构体。
[思路分析及答案]按照同分异构体的书写步骤可以得到:C—C—C—C—C—C,

等五种结构,故C6H14的同分异构体共有五种即:CH3(CH2)4CH3、(CH3)2CH(CH2)2CH3、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH(CH3)2、(CH3)3CCH2CH3。
[过渡]前边我们把含有一个碳原子的烷烃分子叫甲烷,含二个和三个碳原子的烷烃分子称为乙烷和丙烷,又把四个碳原子的两种烷烃分子分别叫做正丁烷和异丁烷等,这些就像有些同学除了学名之外还曾有过小名一样,下面就来讨论有关烷烃分子的命名。
[板书]三、烷烃的命名
[设疑]什么叫烷烃的习惯命名法?
[生](以学习小组为单位自学、讨论、总结后由一名学生代表回答):根据分子里所含碳原子数目来进行的命名,就叫习惯命名法。
[板书]1.习惯命名法
[问]习惯命名法的基本原则有哪些?
[生]碳原子数后加一个“烷”字,就是简单烷烃的名称,碳原子的表示方法:①碳原子在1~10之间,用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示;②碳原子数大于10时,用实际碳原子数表示,如C6H14叫己烷,C17H36叫十七烷。
[问]若存在同分异构体时如何解决?
[生]为了区别同分异构体的名称,可以根据分子中支链数目的多少以“正”“异”“新”等来区别,如戊烷的三种同分异构体分别叫做正戊烷、异戊烷、新戊烷。
[问]那么当一种烷烃分子的同分异构体数目较多时,如C7H16有9种同分异构体,用习惯命名法该如何命名?
[生]无法用习惯命名法进行一一命名。
[师]这就说明习惯命名法对于分子里碳原子数很少,分子结构简单的烷烃分子还较适用,而分子里碳原子数多,分子结构复杂的烷烃的命名就显得力不从心了,这时候就得换一种命名方法,这种命名法叫系统命名法。
[板书]2.系统命名法
[师]使用系统命名法该如何对烷烃分子进行命名呢?
[生](自学、归纳总结,由一名学生代表回答):烷烃的系统命名法可以分为以下几步:
(1)选定分子中最长的碳链为主链,且依主链上碳原子的数目称之为“某烷”;
(2)把主链中离支链最近的一端作为起点,用阿拉伯数字给主链上的各个碳原子依次编号定位,以确定支链的位置,(板演)如:
(3)把支链作为取代基,把取代基的名称写在烷烃名称的前面,在取代基的前面用阿位伯数字注明它在烷烃直链上所处的位置,并在数字与取代基名称之间用一短线隔开。例如,异戊烷用系统命名法应该命名为:(板演)
(4)如果主链上有相同的取代基,可以将取代基合并起来,用二、三等数字表示,在用于表示取代基位置的阿拉伯数字之间要用“,”隔开;如果主链上有几个不同的取代基,就把简单的写在前面,把复杂的写在后面。例如:(板演)
[师]总结同学的回答(边总结边板书)
(1)系统命名法的步骤
①选主链,称某烷
②编号码,定支链
③取代基,写在前,注位置,连短线
④不同基,简在前,相同基,二三连
[提示]烷烃的系统命名法使用时应遵循两个基本原则:①最简化原则,②明确化原则,主要表现在长、近、多,即“长”是主链最长,“近”是编号起点离支链最近,当两个相同支链离两端相等时,以离第三个支链最近的一端编号,“多”是指当最长的碳链有两条以上时,应选含支链最多的一条作为主链。这些原则在命名时或判断命名的正误时均有重要的指导意义。
[板书](2)系统命名法的命名原则
①最简化原则
②明确化原则
[投影显示]系统命名法命名图例


[生]体会、理解系统命名法的基本步骤及命名原则。
[投影练习]
3.写出下面烃的名称
答案:a.2,2,3,4—四甲基戊烷
b.2—甲基—3—乙基己烷
[师]系统命名法不仅能通过命名来区别不同物质,更重要的是利用命名来力求反映出物质内部结构的特殊性和组成中的数量关系,同时,还可以从有机物名称了解物质的结构,从而可以初步推断物质的大致性质。
[本节小结]本节课我们学习和讨论了烷烃分子知识中实际也是整个有机化学中的两个重要知识点;同分异构体和系统命名法。了解了同分异构体的特点和写法,不仅可以进一步理解有机物种类繁多的原因,同时还可以培养同学们的意志品质,烷烃的系统命名法不仅适用于烷烃,同时也适合于大多数的有机化合物。
[作业]P120一、2,3二、2,3,4P121三、四
●板书设计
二、同分异构现象和同分异构体
1.同分异构现象和同分异构体的概念
2.烷烃同分异构体之间熔沸点的变化规律
3.烃基的概念
4.烷烃同分异构体的写法
三、烷烃的命名
1.习惯命名法
2.系统命名法
(1)系统命名法的步骤
①选主链,称某烷
②编号码,定支链
③取代基,写在前,注位置,连短线
④不同基,简在前,相同基,二三连
(2)系统命名法的命名原则
①最简化原则
②明确化原则
●教学说明
同分异构现象和同分异构体很类似于无机化学中所学过的同素异形现象和同素异形体,在教学中以学生动手制作含等碳原子数的所有模型为手段,让学生感知具有相同的分子式可能具有不同的结构,从而展开同分异构体的教学,尽管同分异构体的写法大纲中没做过高要求,但通过书写同分异构体既可以使学生深刻理解引起同分异构现象的原因,同时也可锻炼同学们的意志品质。烷烃的命名不仅对烷烃适用,而且对所有的有机物的命名都具有指导意义,所以在教学中注重了学生自学能力和归纳能力的培养,并作了适当地补充,以加深对该知识的理解。
●参考练习
1.分子式为C7H16主链上为五个碳原子的有机物共有
A.3种B.5种C.2种D.7种
答案:B
2.进行一氯取代反应后,只能生成三种沸点不同的产物的烷烃是
A.(CH3)2CHCH2CH2CH3B.(CH3CH2)2CHCH3
C.(CH3)2CHCH(CH3)2D.(CH3)3CCH2CH3
答案:D
3.比较乙烷的二氯代物的种类和四氯代物的种类,前者与后者的关系是
A.大于B.等于C.小于D.无法判断
答案:B
4.写出下列有机物的结构简式或名称。
(1)2,3—二甲基戊烷
(2)2,2,4—三甲基—3—乙基庚烷
答案:
(3)2,2,4—三甲基己烷
(4)3,3—二甲基—4—乙基庚烷

文章来源:http://m.jab88.com/j/98323.html

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