高中化學(xué)專(zhuān)題復(fù)習(xí)-氮元素及其化合物.ppt

氮元素單質(zhì)和化合物,高三化學(xué)專(zhuān)題復(fù)習(xí),學(xué)習(xí)目標(biāo)：,知識(shí)技能：通過(guò)對(duì)氮元素單質(zhì)和化合物“結(jié)構(gòu)性質(zhì)應(yīng)用”及“性質(zhì)存在制備”關(guān)系的復(fù)習(xí)，認(rèn)識(shí)非金屬元素單質(zhì)和化合物“結(jié)構(gòu)性質(zhì)應(yīng)用”及“性質(zhì)存在制備”的依存關(guān)系。 能力培養(yǎng)：通過(guò)對(duì)氮元素單質(zhì)和化合物“結(jié)構(gòu)性質(zhì)應(yīng)用”及“性質(zhì)存在制備”關(guān)系的分析與討論，訓(xùn)練對(duì)已有知識(shí)進(jìn)行分析綜合、歸納演繹的邏輯思維能力；通過(guò)對(duì)非金屬元素單質(zhì)和化合物“結(jié)構(gòu)性質(zhì)應(yīng)用”及“性質(zhì)存在制備”依存關(guān)系探索，培養(yǎng)應(yīng)用已有的化學(xué)概念和原理認(rèn)識(shí)新事物的能力以及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。,學(xué)習(xí)目標(biāo)：,科學(xué)思想：通過(guò)對(duì)氮元素單質(zhì)和化合物“結(jié)構(gòu) 性質(zhì)應(yīng)用”及“性質(zhì)存在制備”關(guān)系的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生更加熱愛(ài)科學(xué)、相信科學(xué)和崇尚科學(xué)，感悟到科學(xué)的魁力。 科學(xué)品質(zhì)：通過(guò)對(duì)非金屬元素單質(zhì)和化合物“結(jié)構(gòu)性質(zhì)應(yīng)用”及“性質(zhì)存在制備”依存關(guān)系的的逐步認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的優(yōu)良品質(zhì)。 科學(xué)方法：通過(guò)對(duì)非金屬元素單質(zhì)和化合物“結(jié)構(gòu)性質(zhì)應(yīng)用”及“性質(zhì)存在制備”的依存關(guān)系的研究，學(xué)會(huì)用模型或假說(shuō)的方法進(jìn)行化學(xué)學(xué)科研究，學(xué)習(xí)對(duì)事物的現(xiàn)象與本質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化以及科學(xué)抽象的研究方法。,重點(diǎn)、難點(diǎn)：,重點(diǎn)：認(rèn)識(shí)非金屬元素單質(zhì)和化合物“結(jié)構(gòu)性質(zhì)應(yīng)用”及“性質(zhì)存在制備”的依存關(guān)系。培養(yǎng)學(xué)生分析綜合、歸納演繹的邏輯思維能力。 難點(diǎn)：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的優(yōu)良品質(zhì)，使學(xué)生感悟到科學(xué)的魁力。指導(dǎo)學(xué)生用模型或假說(shuō)的方法進(jìn)行化學(xué)學(xué)科研究，學(xué)習(xí)對(duì)事物的現(xiàn)象與本質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化以及科學(xué)抽象的研究方法。,請(qǐng)你按下表要求填入你所知道的含有氮元素的物質(zhì)的化學(xué)式:,N2,N2O、NO、N2O3、NO2(N2O4)、N2O5,NH3,HNO3,NH3.H2O,NH4+、NO3-、NO2-,Ag(NH3)2+,C6H5-NO2、 C6H7O2(ONO2)3n,一、“結(jié)構(gòu)性質(zhì)應(yīng)用”依存關(guān)系,你能否根據(jù)已有的元素化合物知識(shí)， 熟練寫(xiě)出下列各物質(zhì)間轉(zhuǎn)化的方程式嗎？,NH3,N2,NO,NO2,HNO3,NH4+,NH3H2O,NH4NO3,Mg3N2,N2O4,NaNO2,AgNO3,有機(jī)反應(yīng) （硝化、酯化）,請(qǐng)用上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中物質(zhì)結(jié)構(gòu)和 性質(zhì)方面的知識(shí)，探討解決下列 化學(xué)問(wèn)題的方法和途徑：,1、氮?dú)饧s占空氣體積的4/5，為什么金屬鎂在空氣中燃燒，主要生成氧化鎂？,性質(zhì)方面的原因是：氧氣的氧化性強(qiáng)于氮?dú)?；結(jié)構(gòu)方面的原因是：氮分子中氮原子間具有三個(gè)共價(jià)鍵。,2、“等電子體”之間具有某些相似的化學(xué) 性質(zhì)。化學(xué)家還常用“等電子體”來(lái)預(yù)測(cè)某 些物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，例如：NH4+、CH4之間即為 “等電子體”的關(guān)系，請(qǐng)你分析一下具備什么條件，方可稱(chēng)為“等電子體”？,互為“等電子體”應(yīng)滿(mǎn)足的條件是： （1）在微粒的組成上：微粒所含原子數(shù)目相同； （2）在微粒的構(gòu)成上：微粒所含電子數(shù)目相同； （3）在微粒的結(jié)構(gòu)上：微粒中原子的空間排列方式相同。,3、當(dāng)前城市空氣質(zhì)量惡劣的重要原因是 汽車(chē)尾氣的超標(biāo)排放，你能否應(yīng)用氮元素 單質(zhì)和化和物之間的轉(zhuǎn)化，設(shè)計(jì)除去汽車(chē)尾 氣中的CO和氮氧化物（如NO、NO2等）的理論構(gòu)想？其中包括：確定無(wú)害化過(guò)程及其產(chǎn)物、選擇無(wú)害化試劑及反應(yīng)條件等。,1、無(wú)害化過(guò)程應(yīng)為： （1）COCO2； （2）NON2； （3）NO2N2,2、分析：對(duì)（1）應(yīng)加入氧化劑；對(duì)（2）、（3）應(yīng)加入還原劑。,3、討論：選擇氧化劑和還原劑的原則： （1）尾氣中的其他成分； （2）無(wú)毒無(wú)害、成本適度的其他物質(zhì)。,4、對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行選擇： （1）反應(yīng)條件最好應(yīng)為常溫、常壓。 （2）對(duì)常溫、常壓下不能進(jìn)行的反應(yīng)，應(yīng)適當(dāng)?shù)剡x擇催化劑，使其在常溫、常壓下進(jìn)行。,5、經(jīng)反復(fù)探討確定下列理論構(gòu)想： （1）2CO+2NO 不放出 2CO2+N2 ； （選NO是因?yàn)椋核浅跫?jí)在害物質(zhì)） （2）6NO+4NH3 = 6H2O+5N2 （3）6NO+8NH3 = 12H2O+7N2 （選擇NH3是根據(jù)“N被氧化，NO被還原，均生成N2的反應(yīng)原理”和“無(wú)毒、無(wú)害原則”）,思考,（1）將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為什么物質(zhì)即可完成無(wú)害化過(guò)程？ （2）應(yīng)依據(jù)什么化學(xué)原理完成無(wú)害化過(guò)程？ （3）完成無(wú)害化過(guò)程中，無(wú)害化試劑的選擇原則是什么？ （4）對(duì)無(wú)害化過(guò)程反應(yīng)條件的確定原則是什么。 （5）寫(xiě)出無(wú)害化過(guò)程的化學(xué)方程式。,4、硝酸與金屬反應(yīng)的還原產(chǎn)物與硝酸的濃度和金屬的活潑性有密切的關(guān)系，可以是NO、NO、NO（NO）等，又已知這些氮氧化物均可與銅發(fā)生反應(yīng)： NxOy+yCu yCuO+x/2N2 你能否設(shè)計(jì)一個(gè)可以確定硝酸與金屬反應(yīng)的還原產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)裝置模型？,討論一此裝置系統(tǒng)應(yīng)包含幾個(gè)大部分？ 討論二根據(jù)金屬硝酸反應(yīng)的反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件，應(yīng)選擇何種裝置？ 討論三若反應(yīng)速率太小，應(yīng)采取什么對(duì)策？ 討論四加熱應(yīng)考慮什么因素？選擇什么方式？ 討論五如果反應(yīng)物中含有NO，你認(rèn)為此裝置的設(shè)計(jì)有沒(méi)有問(wèn)題，應(yīng)該如何完善？ 討論六用什么方法排凈空氣？怎樣改進(jìn)裝置的設(shè)計(jì)？,討論：,討論七根據(jù)金屬與硝酸反應(yīng)的反應(yīng)物的性質(zhì)及反應(yīng)條件，判斷產(chǎn)物氣體的成分除氮化物以外還可能有多少？其對(duì)后續(xù)反應(yīng)有無(wú)干擾？應(yīng)如何凈化？?jī)艋b置的位置是什么？,討論八選擇什么裝置完成氮氧化物與銅的反應(yīng)？ 討論九銅選擇什么狀態(tài)？原因何在？ 討論十怎樣防止銅粉被氣流揚(yáng)起？ 討論十一如何測(cè)量N2的體積？,應(yīng)該包含三個(gè)大部分金屬與硝酸反應(yīng)的部分 、氮氧化物與銅反應(yīng)的部分和氮?dú)怏w積的確定部分。 應(yīng)選擇固-液反應(yīng)的裝置。 給反應(yīng)容器加熱。 加熱應(yīng)防止硝酸分解；所以加熱方式應(yīng)是微熱，如水浴加熱。,歸納討論結(jié)果：,通過(guò)上述化學(xué)問(wèn)題的探討，能否歸納“結(jié)構(gòu)性質(zhì)應(yīng)用”的依存關(guān)系？,二、“性質(zhì)存在制備”的依存關(guān)系,請(qǐng)用物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)方面的知識(shí)探討解決下列化學(xué)問(wèn)題的方法和途徑：,1、空氣的成分在一定時(shí)期內(nèi)基本上是固定不變的。其中N2和O2含量基本穩(wěn)定的實(shí)質(zhì)是否相同？,2、如果實(shí)驗(yàn)室想獲得少量純凈的N2，有哪些可能的途徑？,實(shí)質(zhì)是不同的。N2是由于分子中有三個(gè)共價(jià)鍵，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，導(dǎo)致性質(zhì)穩(wěn)定，通常不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的緣故；O2是化學(xué)性質(zhì)比較活潑的物質(zhì)，其在通常狀況下，也可與許多物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。而自然界的一些其他變化中又可產(chǎn)生O2，如光合作用等。在自然界O2的消耗速率和O2的生成速率大致相等，達(dá)成動(dòng)態(tài)平衡，導(dǎo)致空氣中O2的含量基本保持不變。,可能提出的三種方案： （1）用氧化劑氧化 （2）用還原劑還原 或 （其他正價(jià)氮元素的物質(zhì)多為氣體，而用氣體制備氣體會(huì)使制得的氣體不純）； （3）用以上兩方案綜合，即用 與 之間的氧化還原反應(yīng)。,討論一在這些途徑中，最可行的途徑是哪一種？,討論二同化反應(yīng)最好選擇在哪兩種價(jià)態(tài)之間？ 討論三具體應(yīng)選擇什么物質(zhì)之間的反應(yīng)合適？,討論此反應(yīng)的原料是什么狀態(tài)？ 介紹實(shí)驗(yàn)室制取少量純凈的氮?dú)?，確實(shí)