【同步教育信息】
一.教学内容：
氮族元素
教学要求：
1. 能结合元素周期律解释氮族元素单质及化合物性质的递变规律；
2. 掌握氮、氮的氧化物的重要性质，特别是氮的氧化物的重要性质，对氮的氧化物的价态，相互转化关系及NO、NO2与HNO3之间的计量关系要理解并能熟练运算，了解氮的氧化物对大气的污染及其防护；
3. 了解磷单质及化合物的性质，了解同素异形体的概念，并能通过比较磷的两种同素异形体，理解同素异形体性质的差异及原因；
4. 掌握氨气的性质，实验室制法，了解铵盐的通性，掌握铵根离子的检验；
5. 掌握硝酸的性质，了解其用途，从不同角度，不同反应突出硝酸的强氧化性和其还原产物的多样性，熟练运用一些技巧如：电子守恒、质量守恒等对HNO3参加的反应进行定量计算。
二. 重点、难点：
1. 掌握N2，NO、NO2重要性质，NH3的性质、制法。
2. 检验。
3. 掌握HNO3的性质
三. 知识分析：
1. 元素非金属性与非金属单质活泼性的区别：
元素的非金属性是元素的原子吸引电子的能力，影响其强弱的结构因素有：
（1）原子半径：原子半径越小，吸引电子能力越强；
（2）核电荷数：核电荷数越大，吸引电子能力越强；
（3）最外电子层：最外层电子越多，吸引电子能力越强.
但由于某些非金属单质是双原子分子，原子间以强烈的共价键相结合（如等），当参加化学反应时，必须消耗很大的能量才能形成原子，表现为单质的稳定性很高。这种现象不一定说明这种元素的非金属性弱。强烈的分子内共价键恰是非金属性强的一种表现。如按元素的非金属性：而单质的活泼性：。
因此氮元素的非金属性虽很强，但氮单质的活动性却极差。氮元素的非金属很强表现在：①与Mg等金属反应生成的化合物一般为离子化合物，如，其电子式为；②与O、F等非金属性很强的元素一样，可与氢元素形成氢键；③元素的还原性较弱，不易失。
2. 与蒸气的鉴别：
两者均是红棕色气体，而且均具有强氧化性，要鉴别两者应利用其性质的不同点：
（1）通入水中：通入水中发生，无明显现象，而溶于水形成黄色的溴水，其它有机溶剂也可以。
（2）通入溶液中：无明显现象，蒸气先与水反应：
其生成的与结合生成浅黄色沉淀。
（3）加压：NO2在加压瞬间单位体积内分子数目增加，所以红棕色先加深，但是由于，这个可逆反应的存在，加压平衡右移造成混合气体颜色变浅，而蒸气加压只变深不变浅。
（4）加热：升温后平衡向逆反应方向移动，使单位体积内NO2分子浓度增大，使混合气颜色加深，而Br2蒸气加热气体，颜色没有变化。
有些同学想用淀粉试纸来鉴别，认为Br2蒸气有强氧化性，可氧化成碘单质，使试纸变蓝，从而鉴别出Br2蒸气，但应注意NO2也具有强氧化性，同样可以氧化成碘单质，可以使试纸变蓝，所以用淀粉试纸无法鉴别这两种气体。
3. NO2、NO、O2混合气体与水的反应
两个基本反应：
（1）
（2）
推导出两个总反应：
若得： （3）
若得： （4）
若通入水中为NO，O2混合气体，则代入（3）式计算
若通入水中为NO2，O2混合气体，则代入（4）式计算
值得注意的是：和从组成上均相当于的组成，即（3）（4）两情况中的总反应式都与等效。这不仅是记忆（3）（4）二式的方法，也为上述问题的解法提供了新的思路，即利用混合气体中的N、O原子个数比进行分析判断：
N：O
4. 浓HNO3氧化性与稀HNO3氧化性的比较
由铜与硝酸反应的化学方程式知，浓HNO3被还原为NO2，氮的化合价由+5变为+4；稀HNO3被还原为NO，氮的化合价由+5变为+2，所以有的同学就认为稀HNO3的氧化性比浓HNO3强，这种观点是错误的，请同学明确：物质氧化性的强弱不是取决于得电子数目的多少，而是取决于得电子的难易；越易得电子其氧化性越强。实验表明，硝酸越浓氧化性越强，如浓稀HNO3分别与Cu反应的实验中，浓硝酸与铜的反应比稀HNO3要剧烈，再如，稀HNO3将HI氧化为I2，而浓HNO3能将HI氧化为HIO3。
另外，浓、稀HNO3与Cu反应的产物实际证实了浓、稀HNO3氧化性的区别，有资料介绍Cu与浓、稀HNO3反应的瞬间内均产生NO、NO2，但是因为浓HNO3氧化性强将NO氧化为NO2，没有NO逸出，所以浓HNO3的还原产物只有NO2，而稀HNO3氧化性弱，不能氧化NO而且产生NO2与水反应NO，所以稀HNO3的还原产物只有NO。
硝酸在氧化还原反应中，其还原产物有多种价态，如+4（NO2）、+2（NO）、+1（N2O）、0（N2）、（NH3），这决定于硝酸的浓度和还原剂的强弱，总体上讲硝酸越浓，还原剂的还原性越强，则HNO3还原产物的价态越低。
【典型例题】
例1. 将a mL NO、b mL NO2、mL O2混合于同一试管内，然后将试管倒插入水中，充分反应后试管内气体全部消失，则对a、b的函数关系式为：（ ）
A. B. C. D.
解释：
本题所涉及的是本章的一个考查热点，即氮的氧化物与O2等体积混合，然后与H2O反应的问题，针对本题，根据两个方程式进行简单计算即可，如下：
4 3
a m
4 1
b n
答案：C
例2. 某溶液中含三种离子，其中的物质的量浓度分别为7.0 mol/L和2.0 mol/L，取该溶液20 mL，加入3.2 gCu粉，加热使它们充分反应，收集到的气体在标准状况下的体积是多少？
解析：依据阴、阳离子电荷相等，得：
反应为：
3 8 2
0.05 0.14 0.06
可知均过量，Cu全部反应
点评：若本题根据进行计算，将会误认为Cu过量，由计算出。
本题应在分析清楚Cu与HNO3反应的实质：即8 mol HNO3中只有2 mol 被还原，但8 mol 全部反应，所以此题中时，应列出离子方程式，代入Cu、进行过量分析，才能得出正确结论。
答案：0.75 L
例3. 用金属铜制取，请尽可能多地列举反应途径，写出相应的化学方程式。并从绿色化学角度（节省原料，减少污染）对你所列的反应途径进行分析，哪种途径较为合理？
解析：
绿色化学对于化学反应提出了“原子经济性”（节约原子）的新概念及要求：理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转化为所需产物，不产生副产物，实现零排放。本题在要求学生尽可能多地寻找由铜制备硝酸铜的途径的基础上，从绿色化学的角度对这些途径进行分析评价，找出符合绿色化学要求的制备方法。解题时，思维先开放后收敛，可培养学生的发散思维和收敛思维能力。
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
比较上述五种制备方法，符合绿色化学要求即原料易得、原料利用率高、无污染以及生产过程简单的有（5）。
点评：本题在制备时应先分析Cu元素化合价的变化：价，再从Cu的金属性上分析应加入强氧化剂从而打开思路。
【模拟试题】
一. 选择题：
1. MURAD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，因此三位教授荣获1998年诺贝尔医学及生理学奖，下列关于NO的说法错误的是（ ）
A. NO可以是某些低价含氮物质的氧化产物
B. NO不是亚硝酸酸酐
C. NO可以是某些高价含氮化合物的还原产物
D. NO是红棕色气体
2. 下列说法中正确的是：（ ）
A. 通常白磷比氮气更易参与化学反应，所以磷的非金属性比氮元素强
B. 砷单质在常温下为固体
C. 氮族元素最高价氧化物水化物的通式为HMO3
D. 氮族元素在其化合物中通常显示价
3. 在标准状况下，（1）HCl（2）NH3（3）SO2（4）NO2分别充满容积相同的烧瓶做喷泉实验，都获成功，则生成溶液物质的量浓度相同的是（ ）
A. （1）（2）（3） B. （1）（2）（3）（4）
C. （1）（2）（4） D. （1）（2）
4. 下列反应起了氮的固定的作用的是（ ）
A. NO与O2反应生成NO2
B. NH3经催化氧化生成NO
C. N2与H2在一定条件下反应生成NH3
D. 由氨制碳铵和硫铵
5. 从液态空气中分离出来的惰性气体，常含有少量的氧气和氮气，为了除去氮气和氧气，可把气体通过（ ）
A. 灼烧的镁条 B. 灼烧的铜丝 C. 浓硫酸 D. 一氧化氮
6. 某共价化合物含碳氢氮3种元素，分子内有4个氮原子，且4个氮原子排列成内空的四面体（如白磷结构），每两个氮原子间都有一个碳原子。已知分子内无C—C键和C＝C键，则该化合物的分子式为（ ）
A. CH8N4 B. C6H12N4 C. C5H10N4 D. C4H8N4
7. 含g HNO3的稀溶液与g Fe粉反应，还原产物为NO
（1）若二者恰好完全反应，则不可能为（ ）
A. 2：1 B. 3：1 C. 4：1 D. 9：2
（2）若则被还原的HNO3质量为（ ）
A. g B. g C. g D. 无法确定
（3）若有g硝酸被还原，则可能是（ ）
A. 9：1 B. 6：1 C. 3：1 D. 9：2
8. 同主族元素所形成的同一类物质，往往其结构和性质相似，化合物PH4I是一种无色晶体，下列对它的描述正确的是（ ）
A. 它是一种共价化合物
B. 在加热的条件下可产生有色气体
C. 这种化合物不能跟碱反应
D. 该化合物可由PH3和HI化合而成
9. 化合物M溶于水，加少量AgNO3溶液沉淀。若先在M的水溶液中加一定量的苛性钠溶液，再加少量AgNO3溶液，无沉淀生成，则M可能是（ ）
A. NH4Cl B. NaCl C. CaCl2 D. MgCl2
10. 下列反应适用于实验室制备重氨（ND3）的是（ ）
A. 重氢与氮气合成法
B. 重水和氮化镁反应
C. ND4Cl和消石灰共热
D. 通氨气于重水中进行氢交换
11. 把a L含和的混合液分成两等份。一份用b mol烧碱刚好把NH3全部赶出，另一份与BaCl2溶液完全反应，消耗c mol BaCl2。则原溶液中为（ ）
A.
B.
C.
D.
12. 有100 mLCa(NO3)2和AgNO3的混合液，其中硝酸根离子的浓度为4 mol/L，加入一定量锌粉后，可产生沉淀物，经过滤干燥后，得24.8 g沉淀物。将此沉淀物置于稀盐酸中，无气体产生，向前述过滤后得到的滤液中滴加BaCl2溶液无明显现象。后加入过量的稀NaOH溶液，有沉淀析出（已知氢氧化锌为两性），滤出沉淀物并将其灼烧至恒重，最后得4 g灼烧物，则原加入锌粉的质量为（ ）
A. 13.0 g B. 9.75 g C. 6.5 g D. 11.7 g
二. 填空题：
13. A、B、C三种气体，无色的A气体在一定条件下与氧气反应生成B，B不溶于水，B也能与氧气反应生成C，A和C都能溶于水，其水溶液的酸碱性恰好相反。试写出下列化学方程式：
（1）A→B：__________________________________。
（2）B→C：__________________________________。
（3）C+H2O：__________________________________。
14. 有一KNO3溶液，其中混有少量KBr和，拟用、KOH、HNO3作试剂除去那些混入物，若规定不得重复使用同种试剂，且最后溶液只允许含和。则加入试剂的正确顺序是_________________。
15. 在图1装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶中，轻轻震荡烧瓶，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、b分别是_________________。
a（干燥气体）
b（液体）
A
NO2
水
B
CO2
4mol/L NaOH
C
Cl2
饱和NaCl
D
NH3
1 mol/L盐酸
16. 某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知：由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%，HNO3跟NH3反应生成NH4NO3。则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量（不考虑生产上的其它损耗）的_________%。
17. 无色的混合气体A中可能含有H2S、O2、NH3、SO2、HCl、NO等气体。
（1）如图洗气瓶中盛有过量的澄清石灰水，通入A后产生混浊，B处向空气中排出的无色气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则A中一定有______；一定没有_______；可能含有_______。
（2）如图洗气瓶中盛有过量酸化的硝酸银溶液，通入A后产生白色沉淀，B处向空气中排出的是无色气体，则A中一定有_______；一定没有_______；可能含有_______。
（3）如图洗气瓶中盛有过量酸化的硝酸银溶液，通入A后产生白色沉淀，B处向空气中排出的是红棕色气体，则A中一定有_______；一定没有_______；可能含有_______。
18. 一种无色澄清溶液可能含有中的一种或几种，分别取少量溶液进行下列实验：
（1）此溶液加入NaOH溶液有沉淀产生，加热产生一种使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。
（2）另取原溶液浓缩后加入浓硫酸、铜片并加热产生红棕色气体。
由此可知此溶液中一定含有______________离子，一定不含有______________离子。
三. 实验题：
19. 下图装置是某种气体X的发生装置和收集装置（必要时可加热）。所用的试剂从下列试剂中选取2～3种：硫化亚铁，二氧化锰，铜屑，氯化铵，稀硝酸，浓盐酸，蒸馏水。
请回答下列问题：
（1）气体X的化学式是______________。
（2）所选药品a是______________，b是______________，装置B的作用是______________。
（3）用所选的药品生成X时离子方程式是______________。
（4）在反应刚开始时A中的主要现象是______________。
（5）开关M的作用_____________________。
四. 计算题：
20. 1.92 g Cu和一定量的HNO3反应，随着Cu的不断减少，反应生成的气体颜色也逐渐变浅。当Cu反应完毕后，共收集到气体的体积是1.12 L（标准状况），求反应中消耗的HNO3的物质的量是多少？
【试题答案】
一. 选择题：
1. D 2. B 3. A 4. C 5. A 6. B 7. （1）A（2）B（3）A
8. BD 9. A 10. C 11. A 12. B
二. 填空题：
13. （1）
（2）
（3）
14.
15. BD
16. 53
17. （1）
（2）或；
（3）
18.
三. 实验题：
19. （1）NO （2）稀，，除去中的
（3）
（4）铜逐渐溶解，溶液随之变成蓝色，有无色气泡产生，在容器上部气体变为红棕色。
（5）反应开始阶段，打开M排出装置中的空气。
四. 计算题：
20. 解：
由N原子守恒可知，中的N原子去向为
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