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2015年秋高中化学 第四章 第4节 氨 硝酸 硫酸 第1课时课件 新人教版必修1


第四章 非金属及其化合物
第四节 氨 硝酸 硫酸

第1课时

本课以展示合成氨的资料卡片导入,引入新的名词—固氮 ,氨的学习沿着先物理性质后化学性质的教学思路,物理性

质重点学习喷泉实验,化学性质学习氨与水、酸、某些盐、 催化氧气等反应,归纳硝酸的工业制法。接着学习铵盐的性 质、 NH4+的检验、氨气的实

验室制取方法。 本节中喷泉实验、氨气的实验室制法采用播放视频的方 式,给学生直观地感受,获取直接的经验。

1、掌握氨的性质、实验室制法及用途。 2、掌握铵盐的性质。 3、了解氮的固定及氮的循环对维持生态平衡的重要意义。

合成氨,解决了地球上因粮食不足而导致的 饥饿和死亡。 1918年,德国化学家哈伯因为在合成氨方面的 巨大贡献而获诺贝尔化学奖。 1931年,诺贝尔化学奖再次垂青于与合成氨 有关的研究。

哈伯

一、氨(NH3)

1、氮的固定
将游离态的氮转变为化合态的氮的方法。 (1)人工固氮——工业合成氨

N2 + 3H2

高温高压 催化剂

2NH3

(2)自然固氮:1、生物固氮:豆科植物固氮 2、高能固氮:雷雨天产生一氧化氮气体 N2+ O2 放电 2 NO

2、氨 (1)物理性质
密度: 密度比 空气小

作制冷剂

色态: 无色 气体

熔沸点 :
较低(易液化)

物理性质
气味:有刺激 性气味 如何收集? 溶解性: 极易溶于水(1 :700)

【实验4-8】 喷泉实验 观察实验并思考: (1)引发喷泉的操作是什么?

(2)圆底烧瓶中为什么会形成喷泉?
(3)喷泉实验成功的关键? 实验现象:a.烧杯内的水由玻璃管 进入烧瓶内形成喷泉;

b.烧瓶内溶液呈红色。 实验结论: a.氨极易溶于水。 b.氨水显碱性。

1、喷泉实验如何实现呢? 引发图1产生喷泉实验的操作? 引发图2产生喷泉实验的操作?

图1引发喷泉操作包括:挤胶头滴 管及打开止水夹
图2引发喷泉操作包括:热毛巾捂 住烧瓶外壁一会儿及打开止水夹

2、形成喷泉的原理? 烧瓶内外形成压强差 3、喷泉实验成功的关键? a.装置的气密性好; b.气体的纯度高; c.烧瓶必须干燥。

1、通过氨气的喷泉实验得到启发,我们该如何 设计一个CO2的喷泉实验。 2、哪些气体和溶液间也能形成喷泉?

水与HCl/NH3 NaOH溶液与 Cl2/SO2/CO2

氨水为什么会显碱性呢? (2)化学性质 (A)与水反应 NH3 + H2O (D)(一水合氨) (弱碱) NH4+ + OH-

氨水显碱性的原理
NH3·H2O

氨水中含少量氢氧根离子,呈弱碱性,故能使酚酞试液变红。

NH3·H2O不稳定:

NH3 · H2O

NH3↑+ H2O

氨气:能使无色的酚酞溶液变成 变红 , 又能使湿润的红色的石蕊试纸 变蓝 。 NH3唯一的碱性气体
高中阶段学习的

检验氨气法一

1)氨水中主要含有哪些微粒? 三分子: NH3、 H2O 、 NH3·H2O

三离子: NH4+、OH- 、 H+ 2)氨水与液态氨有何区别?

液氨

氨水
混合物 分子: NH3、 H2O 、 NH3·H2O(主要) 离子:NH4+、OH-、 微量H+

物质种类 粒子种类

纯净物 NH3

(B)与酸反应 步骤: 使两根分别蘸有浓氨水和浓 盐酸的玻璃棒接近。 (不要接触) 现象:两根玻璃棒靠近时产生大 量白烟。

结论:(1)盐酸、氨水均具有挥发性,
(2)NH3 、HCl不能共存。

NH3+HCl

NH4Cl

检验氨 气法二

浓氨水遇浓硫酸、浓硝酸也都会产生白烟吗?分别 与硫酸和硝酸反应的化学方程式。 与浓硝酸:NH3+HNO3=NH4NO3 与浓硫酸:2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 (产生白烟) (不产生白烟)

NH3+HCl=NH4Cl NH3+ HNO3=NH4NO3 2NH3+ H2SO4=(NH4)2SO4

白烟

氨气与酸反应一般生成相应的铵盐。 挥发性酸( HCl 、 HNO3 等)遇氨气均有白烟生成;难挥发性酸 (H2SO4、H3PO4 )无此现象。 NH3+H+=NH4+(与酸反应的本质) NH3 能不能用浓硫酸干燥? 不能

(C)氨与某些盐反应 3NH3·H2O + AlCl3 == Al(OH)3 ↓ + (D) 氨的催化氧化(具有还原性) 20e-

3NH4Cl

4NH3+5O2

催化剂

4NO+6H2O
5:4

(工业制硝酸的基础) 思考:n(氧化剂):n(还原剂)=

氨经一系列反应可以得到硝酸,如下图所示 1、试写出以下每一步转化的反应方程式。 2、分析上述每一步反应中氮元素化合价的变化,指出氮元 素发生的是氧化反应还是还原反应。

O2 N2 NH3 NO

O2 NO2

H2O HNO3

工业制硝酸的流程

0
N2 -3

高温、高压
N2+3H2 催化剂 催化剂 △ 2NH3

H2
O2 O2 NO2 H2O

NH3
4NH3+5O2 4NO+6H2O +2

NO
2NO + O2 = 3NO2 +H2O = 2NO2 2HNO3 +NO +4

+5
HNO3

(3) 用途 (a) (b) (c) (d) 致冷剂 制氮肥 制硝酸 有机合成的工业原料

极易溶于 水

物理性 质



用途

化学性质 检验氨气方法

①与水反应 ②与酸反应 ③还原性——催化 氧化

?1.氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 ?2.用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近,有白烟生 成

3、铵盐 ——由铵根离子(NH4+)和酸根离子构成的化合物 铵盐的形成:NH3 + H+=NH4+ (1)物理性质:都易溶于水,为白色固体 均为离子化合物

(2)化学性质:

①铵盐不稳定,受热易分解

△ NH4Cl = NH3↑+ HCl ↑ △ NH4HCO3 = NH3↑+ H2O +CO2 ↑ △ (NH4)2CO3 = NH3↑+CO2↑+H2O △ 2NH4NO3 = 4H2O + 2N2 ↑ +O2 ↑ 都产生NH3 ,非氧化 还原反应

无NH3产生,

是氧化还原反应 注意:①NH4Cl受热分解,产生的气体冷却又生成 NH4Cl。

②不是所有的铵盐受热分解都生成氨气。

②铵盐与碱——生成氨气 NH4NO3 + △ NaOH = NaNO3+ NH3 + H2O

△ (NH4)2SO4 + 2NaOH =Na2SO4 + 2NH3↑+ 2H2O 产生的气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 反应实质 NH4+ 与OH-不大量共存

应用:用于NH4+的检验、实验室用来制NH3

应用:a.用于NH4+的检验:

原理:利用与碱的反应检验NH4+离子的存在
操作:向样品中加入碱溶液,加热,若放出的气体能使湿润的 红色石蕊试纸变蓝,证明含NH4+。 NaOH溶液

待测液

有关铵盐和强碱反应的离子方程式的书写: (1)固态反应,无离子方程式 (2)浓溶液,不加热 (3)稀溶液

NH4 + + OH- = NH3 ↑+ H2O NH4 + + OH- = NH3 ?H2O
NH4+ + OH
-

不加热
加热



NH3↑ + H2O

4、氨气的实验室制法 1、实验室用什么原料制取NH3?反应原理是什么? 2、根据制氨气的反应原理,应选用什么样的装置?这套装置还可 以制取什么气体? 3、如何收集NH3 ?如何验满? 4、实验中制得的NH3含有少量的H2O,如何干燥氨气? 5、 NH3是一种污染性气体,为避免污染空气,实验中多余的氨气 应如何进行吸收处理?

4、氨气的实验室制法 (1)药品: 氯化铵晶体、消石灰固体 (2)原理: 2NH4Cl + Ca(OH)2 △ CaCl2 + 2NH3↑+ 2H2O

(3)装置: 固+固加热型

(还可用于制取氧气)

(4)干燥: 碱石灰

不可用:P2O5、 浓硫酸、CaCl2

(5)收集:向下排空气法

(6)检验或验满 ① 湿润的红色石蕊试纸变蓝

(唯一的一种碱性气体)
② 蘸有浓HCl的玻璃棒接近 试管口产生白烟。

(7)尾气吸收:
常见防倒吸装置

水——装置:倒扣漏斗

?试管口棉花的作用: 防止空气对流,提高 集气的速度和纯度。 ?干燥氨气的常用试剂: CaO、碱石灰等碱性干燥剂 注意:无水CaCl2不能干燥NH3(形成CaCl2· 8NH3)

(8) 其他常见的制取NH3的方法 ①加热浓氨水法 NH3·H2O NH3 ↑+ H2O 浓氨水

②浓氨水滴加到CaO或固体NaOH上 原理:固体烧碱或生石灰溶于水时 放出大量的热,促使NH3·H2O分解 放出氨气。

浓氨水

CaO

自然界中氮循环

氮及其化合物之间的相互转换

NH3· H2O


N2

① ⑦



NH3


② ⑨

NO



NO2



HNO3

NH4Cl

实验室制氨气

1.下列组合能形成明显喷泉并充满烧瓶的是( BD )

A B
C D

A干燥气体 NO2

B 液体 水

A

SO2
Cl2 HCl

4 mol/L NaOH
饱和食盐水 水
B

2.下列关于氨性质的叙述中正确的是( B ) A、氨气可用排水法收集 B、氨水呈碱性 C、氨气和酸相遇都能产生白烟 D、在反应NH3+H+=NH4+中,氨失去电子被氧化


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