《氮和磷》思維規(guī)律探究

1、氮和磷思維規(guī)律探究房鴻義（特級教師）典例解析1. 上世紀(jì)80年代后期人們逐漸認(rèn)識到，NO在人體內(nèi)起著多方面的重要生理作用。下列關(guān)于NO的說法不正確的是（ ）A. NO分子中有極性共價(jià)鍵B. NO是造成光化學(xué)煙霧的因素之一C. NO是汽車尾氣的主要成分之一D. NO分子所含電子總數(shù)為偶數(shù)解析：本題主要考查NO的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。由于NO是由不同種元素組成的雙原子分子，共用電子對偏向于吸引電子能力強(qiáng)的氧原子一方，故NO分子中的共價(jià)鍵肯定是極性鍵；由原子結(jié)構(gòu)知N原子和O原子核外分別有7個(gè)電子和8個(gè)電子，所以NO分子內(nèi)共有15個(gè)電子，為奇數(shù)。故A正確，D錯(cuò)誤。閱讀課本中相關(guān)內(nèi)容知B、C正確。答案：D評析：有

2、關(guān)NO、NO2、SO2的題目是近幾年高考及其它各類考試出題的熱點(diǎn)，因?yàn)楫?dāng)今世界，整個(gè)人類面臨的共同敵人就是“環(huán)境污染”。故希望同學(xué)們平時(shí)注意一下這方面的一些知識，已備急時(shí)所需。2. 將12mLNO2和O2的混合氣體通入足量的水中，充分反應(yīng)后，剩余2mL氣體（氣體均在相同狀態(tài)下測定），計(jì)算原混合氣體中NO2和O2各多少毫升。解析：將×2+，消去NO，得下列綜合方程式：可見剩余的2mL氣體有兩種可能：一種是O2過量剩余，另一種可能是因NO2過量生成NO，因此應(yīng)就“剩余氣體是什么”展開討論。討論：若O2過量，則剩余2mL氣體為O2，設(shè)12mL氣體中含NO2的體積為x。關(guān)系式：得若NO2過量

3、，NO2與H2O繼續(xù)反應(yīng)變成NO，則剩余2mL氣體為NO氣體。即按4：1恰好反應(yīng)的混合氣體為，其中含為。則原混合氣體中含：。答案：見解析評析：有關(guān)的反應(yīng)試題，是本節(jié)也是本章重點(diǎn)考查內(nèi)容。要解決好這兩個(gè)問題，一是要牢記兩個(gè)“計(jì)算式”：（1）（2）二是注意在運(yùn)用（1）時(shí)，當(dāng)NO2過量時(shí)，需聯(lián)合運(yùn)用方程式，方可正確解題。3. 雷鳴電閃是人們司空見慣的自然現(xiàn)象，地球上每年平均發(fā)生31560余次閃電。（1）每當(dāng)雷電交加之際，空氣中可能發(fā)生如下反應(yīng)：_。_。_。_。（2）由此說明閃電對人類生活有何益處：_。解析：（1）（2）閃電可把空氣中的氮（N2）轉(zhuǎn)化為氮肥（固氮反應(yīng)），落到地面上后可發(fā)生反應(yīng)：，形成硝

4、酸鹽，有利于農(nóng)作物生長。答案：見解析評析：空氣中的N2和O2在通常情況下并不反應(yīng)，但在一定條件下（如閃電）可反應(yīng)生成NO，經(jīng)過一系列的變化可轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，促進(jìn)植物生長。4. 磷是存在于自然界和生物體內(nèi)的重要元素，回答下列與磷及其化合物有關(guān)的問題。（1）磷在自然界里主要以_形式存在于礦石中。磷的單質(zhì)有多種同素異形體，其中最常見的是有毒的_，無毒的_。（2）磷在不充足的氯氣中燃燒的化學(xué)方程式為_。而在過量的氯氣中燃燒的化學(xué)方程式則是：_。（3）磷（相對原子質(zhì)量31）在空氣中燃燒生成的氧化物通?？捎米鲝?qiáng)干燥劑。制備100g這種干燥劑所消耗的空氣的體積約為_L（在標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。解析：若空氣中O2含量按

5、21%計(jì)算，制備100g這種干燥劑所消耗的體積約為188L；若空氣中O2含量按約1/5計(jì)算，制備100g這種干燥劑所消耗的空氣的體積約為197L。答案：（1）磷酸鹽，白磷，紅磷；（2）（3）188或197（空氣中O2含量按約1/5計(jì)算）。評析：磷的知識在課本上體現(xiàn)的不多，這樣會給老師和同學(xué)們一個(gè)錯(cuò)覺，即此考點(diǎn)不重要，可以略講少練，甚至不講不練。我認(rèn)為這種想法是要不得的，首先從知識的完善來說，氮族元素中，磷元素的重要性不次于氮元素，因?yàn)樗c我們的生活與環(huán)境息息相關(guān)，其次是它的有關(guān)知識的難度與深度，從某一角度說，比氮元素更難把握。其三是撰寫課本的人與出高考題目的人想法并非一致，難免在出題時(shí)出現(xiàn)偏頗

6、。故希望在學(xué)習(xí)磷元素有關(guān)知識時(shí)，要稍加拓展與加深。對應(yīng)訓(xùn)練1. 只含有一種元素的物質(zhì)（ ）A. 可能是純凈物也可能是混合物B. 可能是單質(zhì)也可能是化合物C. 一定是純凈物D. 一定是一種單質(zhì)2. 常溫下將盛有NO和NO2各10mL的混合氣體的大試管倒立于水中，當(dāng)向其中緩緩?fù)ㄈ隣2一段時(shí)間后，試管內(nèi)殘留2mL氣體，則通入O2的體積可能是多少？3. 用儀器A、B和膠管組成裝置收集NO氣體（儀器A已經(jīng)氣密性檢查，除水外不能選用其他試劑）。正確的操作步驟是_。4. 已知脊椎動物的骨骼中含有磷，以下是測定動物骨灰中磷元素含量的實(shí)驗(yàn)方法。稱取某動物骨灰樣品0.103g，用硝酸處理，使磷轉(zhuǎn)化為磷酸根；再加上

7、某試劑，使磷酸根又轉(zhuǎn)化為沉淀；沉淀經(jīng)灼燒后得到組成為，的固體（其相對分子質(zhì)量以計(jì)）0.504g。試由上述數(shù)據(jù)計(jì)算該骨灰樣品中磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（磷的相對原子質(zhì)量以31.0計(jì)）。解析1. 解析：此題主要是考查同素異形體的知識，同一元素可形成不同性質(zhì)的多種單質(zhì)。如O2與O3，故C、D錯(cuò)；另外同一種元素不可能形成化合物，化合物至少由兩種元素組成，故B錯(cuò)。不能把握題干中的“只有一種元素”是失誤的主要原因。答案：A2. 解析：將+，得下列綜合方程式：可知當(dāng)時(shí)，混合氣體全部與水反應(yīng)，無氣體剩余。現(xiàn)殘留2mL氣體，可能是NO，也可能是O2，應(yīng)分別計(jì)算。討論：（1）若殘留的2mL氣體是NO，則轉(zhuǎn)化為HNO3的NO為

8、10mL-2mL=8mL，則：共耗（2）若殘留的2mL氣體是O2，則故通入O2的總體積為：。答案：通入O2的體積可能是8.5mL或12mL。3. 解析：由于NO通常情況下易與空氣中的O2反應(yīng)，所以只能用排水法收集。答案：在A中加滿水，蓋緊瓶塞，用膠管連接b和c接口，向a導(dǎo)入NO氣體，水通過b和c排入B中。4. 解析：初看本題，不知如何下手，題給條件太多。但若將所給信息稍加整理，不難看出，出題人的意圖是讓讀者一是運(yùn)用原子守恒的方法來解決本題，二是考查有關(guān)物質(zhì)的量計(jì)算。答案：P的質(zhì)量分?jǐn)?shù)強(qiáng)化訓(xùn)練1. （1）白磷在氧氣不足的情況下燃燒，產(chǎn)物分子保持原有的籠狀結(jié)構(gòu)，每兩個(gè)磷原子之間插入一個(gè)氧原子，其化

9、學(xué)式為_。（2）若氧氣充足，上述每個(gè)磷原子還可以雙鍵與氧原子結(jié)合，試畫出后一種分子的立體結(jié)構(gòu)示意圖。2. 無機(jī)含氧酸的酸性表現(xiàn)在分子結(jié)構(gòu)中羥基氫（羥基是氫氧原子團(tuán)的名稱）的活潑性上。如是三元酸，它的結(jié)構(gòu)中有三個(gè)與磷原子直接相連的羥基，其結(jié)構(gòu)為：（1）焦磷酸是四元酸，它的分子結(jié)構(gòu)式是_。（2）亞磷酸是二元酸，它的分子結(jié)構(gòu)式是_。（3）次磷酸是一元酸，它的分子結(jié)構(gòu)式是_。解析1. 解析：白磷分子P4為正四面體結(jié)構(gòu)：正面體有6條邊，“每兩個(gè)磷原子之間插入一個(gè)氧原子”，即每條邊上有一個(gè)氧原子，這時(shí)每個(gè)磷原子有三個(gè)共價(jià)鍵，各有一對未成鍵電子（孤對電子），每個(gè)磷原子再結(jié)合一個(gè)氧原子時(shí)，就是與這對孤對電子結(jié)合的，由此可畫出其示意圖，即得（簡寫作），也就是磷酐，其基本形狀似為正四面體。答案：（1）（一般簡寫作）；說明：解本題的基礎(chǔ)是認(rèn)識白磷分子的結(jié)構(gòu)，查清六條邊，在每條邊上插入一個(gè)氧原子是比較容易的。而關(guān)鍵是如何再在每個(gè)磷原子上再加一個(gè)氧原子，這要從每個(gè)磷原子還有一對未成鍵電子來認(rèn)識。2. 解析：據(jù)題意，幾元酸就有幾個(gè)羥基：羥基是氫氧原子團(tuán)的名稱。也就是在無機(jī)含氧酸中，只有羥基上的氫原子才能電離出來。如是二元酸，就是說有兩個(gè)氫原子在羥基上，另一個(gè)氫原子只能連在中心原子（P原子）上。答案：（1）；（2）；（