氮和磷（第二课时）
[教学目标]
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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 NO 2 、 NO 、 O 2 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
]
NO
2
、
NO
、
O
2
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 N 2 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？
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NO 和 NO 2 如何转化？ NO 2 、溴蒸气怎样鉴别？
如何收集 NO 、 NO 2 ？
[ 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
（ 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）
NO
2
、
NO
、
O
2
跟反应的计算
分析反应原理：
1 ．二氧化氮跟水反应： 3NO 2 +H 2 O=2HNO 3 +NO
2 ．二氧化氮、氧气同时跟水反应： 4NO 2 +O 2 +H 2 O = 4HNO 3
3 ．一氧化氮、氧气同时跟水反应： 4NO+3O 2 +H 2 O = 4HNO 3
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“
3NO
2
+H
2
O=2HNO
3
+NO
”用体积差法进行计算。
答案为：
1:3
。
[
例
2]
将容积为
50
mL
的量筒内充满
NO
2
和
O
2
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
NO
2
和
O
2
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
O
2
，则共有
45mLNO
2
、
O
2
混合气体跟水反应，根据
4NO
2
+O
2
+H
2
O = 4HNO
3
可得出：
V
（
NO
2
）
=
V
（
O
2
）
=
所以，原混合气体中
NO
2
和
O
2
体积比为
18:7
。
（
2
）若剩余的
5mL
气体是
NO
，则
NO
2
、
O
2
混合气体跟水反应时
是
NO
2
过量，过量的
NO
2
再跟水反应。根据反应“
3NO
2
+H
2
O=2HNO
3
+NO
”可得出，共有
15mLNO
2
过量。
即，在
NO
2
、
O
2
混合气体跟水反应的过程中共消耗气体
35mL
。根据
4NO
2
+O
2
+H
2
O = 4HNO
3
可得出：
V
（
O
2
）
=
V
（
NO
2
）
=
所以，原混合气体中
NO
2
和
O
2
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 |
P
4
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
CS
2
|
不溶于水，也不溶于
CS
2
|
|
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+5O
2
磷在氯气中燃烧：
2P+3Cl
2
2PCl
3
+Cl
2
五氧化二磷吸水：
P
2
O
5
+3H
2
O
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
|
|
磷 |
硫 |
氯 |
|
跟氢气化合难易程度 |
很难跟
H
2
直接化合
|
硫蒸气在加热时才能跟
H
2
直接化合
|
Cl
2
和
H
2
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 |
PH
3
不稳定，易分解
|
H
2
S
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
|
H
3
PO
4
是中强酸
|
H
2
SO
4
是强酸
|
HClO
4
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
N
2
和
NO
2
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
（ 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 AsCl 3 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 AsH 3 ，它是一种强氧化剂
（ D ）砷酸（ H 3 AsO 4 ）是强酸，其酸性与硫酸相似
答案：
A
。
6 ．将 V LNO 和 NO 2 的混合气体通过水吸收后，得到 a mL 无色气体 A 。将此无色气体 A 与等体积 O 2 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
O
2
。（
2
）
20mL
。（
3
）
20<
V
<60
。