Модульный урок 'Общая характеристика элементов VА группы. Азот и фосфор'

Тема: «Общая характеристика элементов VА группы. Азот и фосфор».

№ УЭ

Учебный материал с указанием заданий

Рекомендации по выполнению

УЭ-0

Цели урока: Углубить знания об азоте и фосфоре как представителей неметаллов VА группы, ознакомиться с основными соединениями азота и фосфора, их физическими и химическими свойствами, а также способами получения; определить роль в жизни человека и их применение.

Внимательно прочитайте цели урока, запишите тему в тетрадь

УЭ-1

Цель: проверить знание ранее изученного материала.

Задание: Поставьте знак «+», рядом с номером задания, если утверждение верно, и знак «-», если не верно.

1. К элементам IVА группы относятся C, Si, Ge, Sn, Pb.

2. В подгруппе углерода на внешнем уровне 5 электронов.

3. Алмаз имеет наибольшую твердость среди природных веществ.

4. Кристаллическая решетка графита имеет слоистое строение.

5. Чаще всего в реакциях углерод является окислителем.

6. При недостатке кислорода в реакциях с углеродом образуется углекислый газ.

7. Углерод взаимодействуя с водяным паром образует угарный газ.

8. В углекислом газе степень окисления углерода +4.

Выполняйте самостоятельно. Записывайте номер утверждения и соответствующий знак согласия с ним. За каждый правильный ответ 1 балл.

УЭ-2

Цель: ознакомиться с общей характеристикой элементов VА группы.

Задание 1. Внимательно прочитайте учебный материал.

Подгруппа азота V группа, главная подгруппа «А» - азот, фосфор, мышьяк, сурьма, висмут.

Наличие трех неспаренных электронов на внешнем энергетическом уровне объясняет то, что в нормальном, невозбужденном состоянии валентность элементов подгруппы азота равна трем.

У атомов элементов подгруппы азота (кроме азота - внешний уровень азота состоит только из двух подуровней - 2s и 2p) на внешних энергетических уровнях имеются вакантные ячейки d-подуровня, поэтому они могут распарить один электрон с s-подуровня и перенести его на d-подуровень. Таким образом, валентность фосфора, мышьяка, сурьмы и висмута равна 5.

Элементы группы азота образуют с водородом соединения состава RH₃, а с кислородом оксиды вида - R₂O₃ и R₂O₅. Оксидам соответствуют кислоты HRO₂ и HRO₃ (и ортокислоты H₃PO₄, кроме азота). Высшая степень окисления этих элементов равна +5, а низшая -3.

Так как заряд ядра атомов увеличивается, число электронов на внешнем уровне постоянно, число энергетических уровней в атомах растёт и радиус атома увеличивается от азота к висмуту, притяжение отрицательных электронов к положительному ядру ослабевает и способность к отдаче электронов увеличивается, и, следовательно, в подгруппе азота с ростом порядкового номера неметаллические свойства убывают, а металлические усиливаются.

Азот - неметалл, висмут - металл. От азота к висмуту прочность соединений RH₃ уменьшается, а прочность кислородных соединений возрастает.

Задание 2. Запишите электронную и графическую формулы атомов азота и фосфора.

Задание 3. Письменно ответьте на вопросы:

1. Какие элементы относятся к VА группе?

2. Сколько электронов на внешнем уровне у азота и фосфора?

3. Какую степень окисления проявляют элементы VА группы?

4. Напишите в общем виде формулу водородного соединения элементов подгруппы азота?

5. Какие свойства увеличиваются в группе от азота к висмуту?

Выполняйте самостоятельно. 2 задание оценивается в 2 балла. За каждый правильный ответ в 3 задании 1 балл.

УЭ-3

Цель: изучить физические свойства элементов подгруппы азота.

Задания 1. Внимательно ознакомьтесь с таблицей.

Задание 2. Запишите по таблице характеристику азота и фосфора.

Элемент

Азот
N

Фосфор
Р

Мышьяк
As

Сурьма
Sb

Висмут
Bi

Свойство

Порядковый номер элемента

7

15

33

51

83

Относительная атомная масса

14,007

30,974

74,922

121,75

208,980

Температура плавления,С⁰

-210

44,1
(белый)

817
(4МПа)

631

271

Температура кипения,С⁰

-196

280
(белый)

613

1380

1560

Плотность г/см³

0,96
(твёрдый)

1,82
(белый)

5,72

6,68

9,80

Степени окисления

+5, +3,-3

+5, +3,-3

+5, +3,-3

+5, +3,-3

+5, +3,-3

У фосфора имеется несколько модификаций: белый, красный и черный. По своим свойствам они существенно отличаются.

Выполняйте самостоятельно. Задание 2 оценивается в 2 балла.

УЭ-4

Цель: изучить химические свойства и способы получения азота и фосфора.

Задание 1. Запишите по одному уравнению реакции, характеризующее химические свойства азота и фосфора.

Задание 2. Расставьте степени окисления всех элементов в уравнениях реакций:

6P + 5KClO₃ → 3P₂O₅ + 5KCl

N₂ + 3Mg → Mg₃N₂

Задание 3. Расставьте коэффициенты в уравнении методом электронного баланса:

Ca₃(PO₄)₂ + C + SiO₂ → CaSiO₃ + CO + P₄

Химические свойства азота и фосфора:

1) Взаимодействие с неметаллами.

А) с кислородом:

N₂ + O₂ → 2NO (условия: электроразряд)

4Р + 5О₂ → 2Р₂О₅ (условия: температура)

Б) с водородом:

N₂ + 3Н₂ → 2NН₃ (условия: 500⁰С, р, катализаторы Fe, Pt)

4Р(белый) + 3Н₂ → 2РН₃ (условия: 300-360⁰С)

2) Взаимодействие с металлами.

Соединения, в которых азот имеет степень окисления -3, называются нитридами.

N₂ + 3Mg → Mg₃N₂ (условия: на воздухе при 780-800⁰С)

При взаимодействии фосфора с металлами образуются фосфиды, которые легко разлагаются водой с образованием фосфина РН₃.

2Р(красный) + 3Са → Са₃Р₂ (условия: 350-450⁰С)

Са₃Р₂ + 6Н₂О → 3Са(ОН)₂↓ + 2РН₃↑

3) Взаимодействие с другими веществами. В обычных условиях азот химически не активен, не реагирует с кислотами и щелочами. Фосфор взаимодействует с окислителями (азотной, серной кислотой и т.д.) и восстановителями.

Р(красный) + 5НNO₃(конц.) → H₃PO₄ + 5NO₂↑ + H₂O (условия: кипячение)

6P(красный) + 5KClO₃ → 3P₂O₅ + 5KCl (условия: 50⁰С)

намазка головка

на коробке спички

4) Получение. В промышленности азот получают дистилляцией воздуха, в лаборатории - термическим разложением соединений (чаще всего NH₄NO₂):

NH₄NO₂ → N₂ + 2H₂O

Фосфор получают путем прокаливания фосфата кальция с углем и песком в электропечах при 1500⁰С:

2Ca₃(PO₄)₂ + 10C + 6SiO₂ → 6CaSiO₃ + 10CO + P₄

Выполняйте самостоятельно. Задание 1 оценивается в 4 балла. Задание 2 оценивается в 2 балла. Задание 3 оценивается в 4 балла.

УЭ-5

Цель: ознакомиться с применением азота и фосфора и их соединений.

Задание: Составить схему «Применение азота и фосфора и их соединений».

Жидкий азот применяется в основном для глубокого охлаждения. Газообразный азот используется для получения аммиака, азотной кислоты и других азотсодержащих продуктов, как инертная среда проведения химических и металлургических процессов и хранения огнеопасных веществ. Наибольшие количества соединений азота расходуются в виде минеральных удобрений и на производство взрывчатых веществ.

Аммиак (NН₃) применяется в производстве соды, азотных удобрений, красителей и взрывчатых веществ. Промышленностью выпускается концентрированный раствор аммиака - аммиачная вода, или нашатырный спирт, который используется в медицине (массовая доля аммиака 25-28%). Аммиак относят к ядовитым веществам.

Азотная кислота (НNO₃) применяется для производства минеральных удобрений, взрывчатых веществ, нитратов металлов, органических нитропроизводных, искусственных волокон и пластмасс, красителей и лекарственных препаратов.

Красный фосфор применяется для производства спичек. Белый фосфор иногда используется для создания дымовых завес. Черный фосфор применяется очень редко.

Оксид фосфора(V) - ядовитое вещество. Применяется для осушения твердых веществ, жидкостей и газовых смесей, реагент в производстве фосфатных стекол.

Фосфорная кислота (Н₃РО₄) используется в производстве минеральных удобрений, при осветлении сахарозы, как катализатор в органическом синтезе, как компонент антикоррозийных покрытий на чугуне и стали.

Выполняйте в парах. Задание оценивается в 5 баллов.

УЭ-6

Цель: проверить полученные знания.

Дополнительное задание. Отгадайте кроссворд. Ключевое слово - тема следующего урока.

1

2

3

4

5

6

7

8

1. Вещество, образующееся в результате взаимодействия фосфора с кислородом.

2. Из него получают нашатырный спирт.

3. Вещество, в состав которого входят атомы фосфора и водорода.

4. Чем является фосфор в реакции получения фосфида кальция.

5. Кислота, в состав которой входит атомы водорода, азота и кислорода.

6. Одна из модификаций фосфора.

7. В качестве чего используют соединения азота и фосфора.

8. Соединения, в которых азот имеет степень окисления -3.

Выполняйте самостоятельно. Отгаданный кроссворд оценивается в 8 баллов.

УЭ-7

Цель: определить уровень усвоения знаний по изученной теме.

Лист контроля:

Количество баллов

Оценка

36-40

«5»

30-35

«4»

20-29

«3»

Самостоятельно оцените свою работу на занятии. Поставьте оценку в тетрадь.