氮和磷（第二課時）
[教學(xué)目標(biāo) ]
1.知識目標(biāo)
（1）掌握一氧化氮、二氧化氮的性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系。
（2）掌握白磷、紅磷的性質(zhì)以及它們之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。了解磷的含氧酸的性質(zhì)，了解常見的磷酸鹽。
2.能力和方法目標(biāo)
（1）通過NO2、NO、O2跟水反應(yīng)的分析，掌握氮的氧化物、氧氣和水反應(yīng)的有關(guān)計算方法。
（2）通過比較白磷、紅磷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，提高比較能力，提高判斷同素異形體的能力。通過氮族、氧族和鹵族元素的比較，提高運(yùn)用元素周期律分析和解決問題的能力。
[教學(xué)重點、難點] NO2、NO、O2跟水反應(yīng)的有關(guān)計算。
[教學(xué)過程 ]
[復(fù)習(xí)和引入新課]
復(fù)習(xí)上節(jié)課N2的化學(xué)性質(zhì)，總結(jié)氮的氧化物的性質(zhì)。
[教師提問]你能寫出哪些氮的氧化物的化學(xué)式？其中氮元素的價態(tài)分別是多少？
NO和NO2如何轉(zhuǎn)化？NO2、溴蒸氣怎樣鑒別？
如何收集NO、NO2？
[邊討論邊總結(jié)]
（一）二氧化氮跟水的反應(yīng)
[演示實驗]二氧化氮跟水反應(yīng)。裝置如下圖所示（一支10mL量筒）。
（1）輕輕搖動量筒，觀察現(xiàn)象（水位逐漸上升，紅棕色逐漸變淺）。
（2）用大拇指按住量筒口，取出量筒倒轉(zhuǎn)振蕩，再插入水中，觀察現(xiàn)象。（水位迅速上升至量筒容積約 ，剩余 體積的無色氣體）。
（3）將量筒口用橡膠塞塞住，從水中取出量筒，往量筒中滴入紫色石蕊試液，觀察現(xiàn)象（溶液變紅）。
通過以上實驗的分析引出下列問題。
（二）NO2、NO、O2跟反應(yīng)的計算
分析反應(yīng)原理：
1.二氧化氮跟水反應(yīng)：3NO2+H2O=2HNO3+NO
2.二氧化氮、氧氣同時跟水反應(yīng)：4NO2+O2+H2O =4HNO3
3.一氧化氮、氧氣同時跟水反應(yīng)：4NO+3O2+H2O =4HNO3
遇到這類計算題時，首先要弄清所涉及的反應(yīng)原理是哪種情況，再進(jìn)行計算。如，二氧化氮跟氧氣的混合氣體溶于水時，可能有以下向種情況：
[例題講解]
[例1]將盛有氮?dú)夂投趸旌蠚怏w的試管倒立于水中，經(jīng)過足夠時間后，試管內(nèi)氣體體積縮小為原體積的一半，則原混合氣體中氮?dú)夂投趸捏w積比是 。
[分析]氮?dú)飧环磻?yīng)，所以可根據(jù)“3NO2+H2O=2HNO3+NO”用體積差法進(jìn)行計算。
答案為：1:3。
[例2]
將容積為50mL的量筒內(nèi)充滿NO2和O2的混合氣體，倒置量筒在盛滿水的水槽里，足夠時間后，量筒里剩余氣體體積為5mL。則混合氣體中NO2和O2體積比可能是 。
[分析]二氧化氮、氧氣混合氣體例置于水中，最后殘留氣體可能有二種情況，一是氧氣，二是一氧化氮。所以應(yīng)先假設(shè)，再立式計算。
[解答]（1）若剩余的5mL氣體是O2，則共有45mLNO2、O2混合氣體跟水反應(yīng)，根據(jù)4NO2+O2+H2O =4HNO3可得出：
V（NO2）= ×45mL=36mL
V（O2）= ×45mL+5mL=14mL
所以，原混合氣體中NO2和O2體積比為18:7。
（2）若剩余的5mL氣體是NO，則NO2、O2混合氣體跟水反應(yīng)時是NO2過量，過量的NO2再跟水反應(yīng)。根據(jù)反應(yīng)“3NO2+H2O=2HNO3+NO”可得出，共有15mLNO2過量。
即，在NO2、O2混合氣體跟水反應(yīng)的過程中共消耗氣體35mL。根據(jù)4NO2+O2+H2O =4HNO3可得出：
V（O2）= ×35mL=7mL
V（NO2）= ×35mL+15mL=43mL
所以，原混合氣體中NO2和O2體積比為43:7。
（三）磷
[引導(dǎo)]讓學(xué)生閱讀教材中有關(guān)磷的內(nèi)容。
[展示]給學(xué)生展示白磷和紅磷樣品，讓學(xué)生觀察。再完成“磷的兩種同素異形體性質(zhì)的比較表”。
[學(xué)生總結(jié)并填表]
磷的兩種同素異形體白磷和紅磷的比較
| 白磷 | 紅磷 |
分子結(jié)構(gòu) | P4正四面體型，分子晶體 | 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分子晶體 |
顏色 | 白色蠟狀固體 | 暗紅色粉未 |
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 | 劇毒 | 無毒 |
著火點 | 40℃，易自燃 | 240℃，可燃 |
還原性 | 易被氧化，發(fā)磷光 | 不易被氧化 |
保存 | 少量保存在水中 | 貯存在密閉瓶中 |
相互轉(zhuǎn)化 | 隔絕空氣條件下，白磷加熱到260℃可轉(zhuǎn)化為紅磷，紅磷加熱到416℃以上（升華）可得到白磷。 | |
[演示實驗]
（1）白磷、紅磷的燃燒。
（2）紅磷轉(zhuǎn)化為白磷。
（3）五氧化二磷的吸水性。
在教師引導(dǎo)下，通過上述實驗現(xiàn)象的觀察和分析，讓學(xué)生完成下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：
磷在空氣中燃燒：4P+5O2 2P2O5（白煙現(xiàn)象）
磷在氯氣中燃燒：2P+3Cl2 2PCl3
2PCl3+Cl2 2PCl5（白色煙霧現(xiàn)象）
五氧化二磷吸水： P2O5+3H2O H3PO4
磷酸是中強(qiáng)酸，跟堿反應(yīng)可生成正鹽、一氫鹽、二氫鹽等三類鹽。
教師通過下列來引導(dǎo)學(xué)生，讓比較氮族、氧族和鹵族元素的性質(zhì)差異。
磷（氮族）、硫（氧族）、氯（鹵族）的比較
| 磷 | 硫 | 氯 |
跟氫氣化合難易程度 | 很難跟H2直接化合 | 硫蒸氣在加熱時才能跟H2直接化合 | Cl2和H2混合，在光照或點燃情況下迅速反應(yīng)發(fā)生爆炸 |
氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性 | PH3不穩(wěn)定，易分解 | H2S較不穩(wěn)定，加熱可分解 | HCl很穩(wěn)定，加熱到1000℃時才開始分解 |
最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性 | H3PO4是中強(qiáng)酸 | H2SO4是強(qiáng)酸 | HClO4為最強(qiáng)的含氧酸 |
結(jié)論 | 從氮族到鹵族，非金屬性逐漸增強(qiáng) | ||
[鞏固練習(xí)]
1.根據(jù)下列氮及其化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，寫出有關(guān)化學(xué)方程式。
答案：略。
2.關(guān)于磷的下列敘述中，正確的是（ ）
（A）紅磷沒有毒性而白磷有劇毒 （B）白磷在空氣中加熱到260℃可轉(zhuǎn)變?yōu)榧t磷
（C）白磷可用于制造安全火柴 （D）少量白磷應(yīng)保存在水中
答案：AD。
3.在城市空氣中含有濃度較大的一氧化碳、氮的氧化物等大氣污染物，這些污染物的主要來源是（ ）。
（A）硫酸工業(yè)排放的廢氣 （B）氨氧化法制硝酸中吸收塔排放的廢氣
（C）汽車尾氣 （D）煤炭不完全燃燒產(chǎn)生的廢氣
答案：C。
4.在一定溫度和壓強(qiáng)下，將裝有N2和NO2混合氣體的試管倒立于水槽中，最后試管內(nèi)氣體的體積縮小為原體積的 ，則混合氣體中N2與NO2的體積比是（ ）。
（A）2:3 （B）3:2 （C）3:5 （D）5:3
答案：A。
5.下列關(guān)于砷（As）元素的敘述中，正確的是（ ）。
（A）在AsCl3分子中，砷原子最外層電子數(shù)為8
（B）砷的相對原子質(zhì)量為74.92，由此可知砷原子核內(nèi)有42個中子
（C）砷的氫化物的化學(xué)式為AsH3，它是一種強(qiáng)氧化劑
（D）砷酸（H3AsO4）是強(qiáng)酸，其酸性與硫酸相似
答案：A。
6.將VLNO和NO2的混合氣體通過水吸收后，得到amL無色氣體A。將此無色氣體A與等體積O2混合，再通過水充分吸收后，收集到5mL無色氣體B。試回答：
（1）A氣體是__________________，B氣體是_________________________。
（2）A氣體的體積是______________________mL
（3）V值的取值范圍是____________________。
答案：（1）A是NO；B是O2。（2）20mL。（3）20<V<60。