1．試應(yīng)用“等電子體”的知識，寫出下列微粒的“等電子體”的化學(xué)式______。

(1)N2H62+

(2)CO32-

(3)NO2+

(4)C2O42-

(5)N2

2．如果實驗室想獲得少量純凈的N2，有哪些可能的途徑？

(提示學(xué)生用空氣并不方便)。

思考后可提出三種方案：

用氣體備氣體，會使制得的氣體不純)；

[討論]在這些途徑中，最可行的途徑是哪一種？

討論后得出結(jié)論：

銨鹽。

NO2，而很少得到N2。

途徑。

[追問]具體應(yīng)選擇什么物質(zhì)之間的反應(yīng)合適？

判斷：

銨鹽選擇NH4Cl最保險(因為，如果為了提高反應(yīng)速率需要加熱，其受熱分解的產(chǎn)物不復(fù)雜)。

酸鹽，最簡單的是NaNO2。

[追問]此反應(yīng)的原料應(yīng)是什么狀態(tài)？

回答：應(yīng)用溶液之間的反應(yīng)，而不用固體之間的反應(yīng)(防止在反應(yīng)需要加熱時銨鹽分解)。

[介紹]實驗室制取少量純凈的氮氣，確實使用的是飽和NaNO2與NH4Cl之間的反應(yīng)。此反應(yīng)需加熱，但反應(yīng)開始后要立即移開酒精燈。請寫出化學(xué)方程式(啟發(fā)學(xué)生考慮此反應(yīng)是放熱反應(yīng))。

[設(shè)問]請從N2的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)方面解釋此反應(yīng)為什么是放熱反應(yīng)？

思考并書寫：

NaNO2+NH4Cl=NaCl+N2↑+2H2O+Q

[啟發(fā)]通過以上化學(xué)問題的討論與解決，你認(rèn)為“性質(zhì)”、“存在”、“制備”三方面有什么關(guān)系？

討論并解釋：生成N2時要形成三個共價鍵，所以N2的能量要低于NaNO2與NH4Cl，多余的能量以熱的形式釋放出來，所以，此反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

討論后歸納：

[作業(yè)]北京練習(xí)冊，化學(xué)總復(fù)習(xí)非金屬部分的練習(xí)。

精選題

1．空氣的成分在一定時期內(nèi)基本上是固定不變的。其中N2與O2含量基本穩(wěn)定的實質(zhì)是否相同？

(討論中引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系其它學(xué)科的知識內(nèi)容)

討論后回答：實質(zhì)是不同的。N2是由于分子中三個共價鍵，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)成動態(tài)平衡，導(dǎo)致空氣中O2的含量基本保持不變。

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N2O、NO2(N2O4)等，又已知這些氮氧化物均可與銅發(fā)生反應(yīng)：

你能否設(shè)計一個可以確定硝酸與金屬反應(yīng)的還原產(chǎn)物的實驗裝置模型？

[設(shè)問]此裝置系統(tǒng)應(yīng)包含幾個大部分？

思考回答：應(yīng)該包含三個大部分--金屬與硝酸反應(yīng)的部分、氮氧化物與銅反應(yīng)的部分和氮氣體積的確定部分。

[追問]根據(jù)金屬與硝酸反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件，應(yīng)選擇何種裝置？

若反應(yīng)速率太小，應(yīng)采取什么對策？

應(yīng)選擇固-液反應(yīng)的裝置。

給反應(yīng)容器加熱。

加熱應(yīng)考慮什么因素？選擇什么方式？

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。

如果反應(yīng)產(chǎn)物中含有NO，你認(rèn)為此裝置的設(shè)計有沒有問題，應(yīng)該如何完善？

如果反應(yīng)產(chǎn)物中含有NO，會與裝置中空氣里的氧氣發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致測定結(jié)果錯誤。應(yīng)該在金屬與硝酸反應(yīng)之前排凈裝置中的空氣。

用什么方法排凈空氣？怎樣改進裝置的設(shè)計？

可以用CO2排凈裝置中的空氣，在金屬與硝酸反應(yīng)的裝置前添加一個CO2發(fā)生器。

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)物氣體的成分除氮的氧化物以外還可能有什么？其對后續(xù)反應(yīng)有無干擾？應(yīng)如何凈化？凈化裝置的位置是什么？

還可能有水蒸氣和CO2。水蒸氣的存在可能干擾氮氧化物與銅的反應(yīng)(如：NO2與H2O反應(yīng)生成HNO3，HNO3會和Cu反應(yīng)，再生成氮氧化物)；CO2的存在可能使氮氣體積的測量產(chǎn)生誤差�？梢杂脻饬蛩岣稍锍�去水蒸氣，其裝置應(yīng)放在氮氧化物與銅的反應(yīng)的裝置之前；用NaOH溶液除去CO2，其裝置放在氮氣體積測量的裝置之前。

選擇什么裝置完成氮氧化物與銅的反應(yīng)？

用加熱的硬質(zhì)試管。

銅選擇什么形態(tài)？原因何在？怎樣防止銅粉被氣流揚起？

用銅粉，反應(yīng)接觸面積大，使氮氧化物與銅的反應(yīng)更為完全。在硬質(zhì)試管兩端填入玻璃棉。

如何測量N2的體積？

用量氣裝置。

師生共同探討后確定下列實驗裝置模型：

[引導(dǎo)]通過上述化學(xué)問題的探討，能否歸納“結(jié)構(gòu)-性質(zhì)-應(yīng)用”的依存關(guān)系？

歸納：

[過渡]不僅“結(jié)構(gòu)-性質(zhì)-應(yīng)用”有這樣的依存關(guān)系，而且“性質(zhì)-存在-制備”也有依存關(guān)系。

[板書]二、“性質(zhì)-存在-制備”依存關(guān)系

[投影]請用物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)方面的知識，探討解決下列化學(xué)問題的方法和途徑：

3．當(dāng)前城市空氣質(zhì)量惡劣的重要原因是汽車尾氣的超標(biāo)排放，你能否應(yīng)用氮元素單質(zhì)和化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，設(shè)計除去汽車尾氣中的CO和氮氧化物(如NO、NO2等)的理論構(gòu)想？其中包括：確定無害化過程及其產(chǎn)物和選擇無害化試劑及反應(yīng)條件等。

[思考]

(1)將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為什么物質(zhì)即可完成無害化過程？

(2)應(yīng)依據(jù)什么化學(xué)原理完成無害化過程？

(3)完成無害化過程中，無害化試劑的選擇原則是什么？

(4)對無害化過程反應(yīng)條件的確定原則是什么？

(5)寫出無害化過程的化學(xué)方程式。

思考后回答：性質(zhì)方面的原因是：氧氣的氧化性強于氮氣；結(jié)構(gòu)方面的原因是：氮分子中氮原子間具有三條共價鍵。

思考分析：互為“等電子體”應(yīng)滿足的條件是：

(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。

討論并確定：

(1)無害化過程應(yīng)為：

①CO→CO2；

②NO→N2；

③NO2、N2。

(2)分析：對①應(yīng)加入氧化劑；對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無毒無害、成本適度的其他物質(zhì)。

(4)對反應(yīng)條件進行選擇：

①反應(yīng)條件最好應(yīng)為常溫、常壓。

②對常溫、常壓不能進行的反應(yīng)，應(yīng)適當(dāng)?shù)剡x擇催化劑，使其在常溫、常壓下進行。

(5)經(jīng)反復(fù)探討確定下列理論構(gòu)想：

①2CO+2NO 2CO2+N2；

(選NO是因為：它是初級有害物質(zhì))

②6NO+4NH3 6H2O+5N2；

③6NO2+8NH3 12H2O+7N2。

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”來預(yù)測某些物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，例如：NH4+、CH4之間即為“等電子體”的關(guān)系，請你分析一下具備什么條件，方可稱為“等電子體”？

(討論時引導(dǎo)學(xué)生從組成、構(gòu)成與結(jié)構(gòu)方面進行分析)

[提問]你能否根據(jù)已有的元素化合物知識，列出上表中各物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系？

[要求]在建立氮元素單質(zhì)化合物聯(lián)系的基礎(chǔ)上，確認(rèn)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系并熟練地書寫能反映這些轉(zhuǎn)化關(guān)系的化學(xué)方程式。

再現(xiàn)、討論并逐步完善后得到：

[投影]請用上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)方面的知識，探討解決下列化學(xué)問題的方法和途徑：

1．氮氣約占空氣體積的4/5，為什么金屬鎂在空氣中燃燒，主要生成氧化鎂？

18. 下列氧化反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)的是

A．二氧化碳與赤熱的炭反應(yīng)生成一氧化碳　　　　 B．葡萄糖在人體內(nèi)氧化分解

C．鋅粒與稀H₂SO₄反應(yīng)制取H₂ D．Ba(OH)₂·8H₂O與NH₄Cl反應(yīng)

*19．將飽和FeCl₃溶液分別滴入下列液體中，能形成膠體的是(　 )

A．冷水　　　　　　　　　 B．沸水　　　　　　　　　 C．NaOH溶液　　　　 D．NaCl溶液

*20．不能用膠體的知識解釋的現(xiàn)象是

A．豆?jié){中加入石膏做豆腐

B．一支鋼筆使用兩種不同牌號的墨水，易出現(xiàn)堵塞

C．向FeCl₃溶液中加入NaOH溶液，會出現(xiàn)紅褐色

D．在海水與河水交界處，易形成三角洲

17.“納米材料”是粒子直徑為1~100nm的材料，納米碳就是其中一種，若將納米碳均勻地分散到蒸餾水中，所形成的物質(zhì)

①是溶液�、谑悄z體�、勰墚a(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)�、苣芡高^濾紙　⑤不能透過濾紙�、揿o置后會析出黑色沉淀

A.①④⑤　　 　B.②③④　 　 　C.②③⑤　　 　D.①③④⑥

16. 下列反應(yīng)中，不屬于化合、分解、置換、復(fù)分解等四種基本反應(yīng)類型的是

　　 A、CuSO₄+H₂S=CuS↓+H₂SO₄　　　　　　　 B、2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂

C、Cu₂(OH)₂CO₃2CuO+CO₂↑+H₂O　 D、4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O=4Fe(OH)₃