441 氨 硫酸 硝酸 教案 人教必修1文档格式.docx
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书
设
计
合成氨工业：
N2+3H2
2NH3
第四章第一节氨硫酸硝酸
一、氨（ammonia）
（一）氨的物理性质
1、无色,有特殊刺激性气味的气体，密度比空气小。
2、氨水密度比水小
3、极易液化,液氨汽化时要吸收大量热
4、极易溶于水
（二）氨的化学性质
1、与H2O反应
NH3+H2O
NH3·
H2O
NH4＋＋OH―
NH3·
NH3↑+H2O
2、与酸反应
NH3＋HCl＝＝NH4Cl （产生白烟，可用于检验NH3）
NH3＋HNO3＝＝NH4NO3 （白烟）
2NH3＋H2SO4＝＝（NH4）2SO4 （吸收NH3的方法）
NH3＋H2O＋CO2＝＝NH4HCO3 （俗称碳铵）
3、氨的催化氧化：
4NH3+5O2
4NO+6H2O
4、氨气的还原性
（1）NH3还原氧化铜：
2NH3+3CuO
3Cu+N2+3H2O
（2）与纯氧的反应：
4NH3+3O2（纯）
2N2+6H2O
（3）与氯气的反应：
若NH3不足，则2NH3+3Cl2==6HCl+N2
若NH3充足，则8NH3+3Cl2==6NH4Cl+N2
（三）铵盐
1、物理性质：
易溶于水无色晶体。
2、化学性质
（1）铵盐受热易分解
NH4HCO3==NH3↑+H2O+CO2↑
NH4Cl
NH3↑+HCl↑
（NH4）2SO4
2NH3↑+H2SO4
5NH4NO3
2HNO3+4N2↑+9H2O
NH4NO3===N2O↑+2H2O（撞击或加热）
2NH4NO3===2N2↑+O2↑+4H2O（加热到500℃）
（2）与碱反应
（NH4）2SO4+2NaOH
Na2SO4+2NH3↑+2H2O
（3）NH4＋的检验
原理：
NH4＋＋OH―
NH3↑＋H2O
现象：
有刺激性气味气体产生，能使红色石蕊试纸变蓝。
（四）实验室制NH3
1、实验原理：
2NH4Cl＋Ca（OH）2
CaCl2+2NH3↑+2H2O
2、干燥剂：
碱石灰
3、收集方法：
向下排空气法
4、检验：
（1）湿润的红色石蕊试纸――变蓝
（2）沾有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口------白烟
5、棉花团的作用：
防止试管内的NH3与管外空气形成对流
教学过程
教学步骤、内容
教学方法、手段、师生活动
［引言］我们知道，“氮是生命元素”，氮是蛋白质的重要成份，动植物生长需要吸收含氮的养料，一般植物不能直接摄取空气中的游离态氮，只能吸收两种形式的化合态氮，一种是氨和铵盐，一种是硝酸盐。
但我们自然界中氮主要以什么样的形式存在呢？
［投影］
［讲］我们知道，自然界中氮主要以游离态的形式存在，但植物只能吸收化合态的氮，因此，我们要想办法将游离态的氮转化成化合态的氮，这种的方法叫氮的固定。
氮的固定（fixationofnitrogen）：
将游离的氮（N2）转变为氮的化合物的过程
［讲］合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，德国化学家哈伯因为合成氨巨大贡献，获1918年诺贝尔化学奖。
直至今天，化学工业上仍旧采用氢气和氮气直接合成氨
［板书］合成氨工业：
［讲］合成氨工业解决了地球上因粮食不足而导致饥饿和死亡问题，这是化学和技术对社会发展与进步做出巨大的贡献。
但科学是一把双刃剑，当年哈伯并没有将NH3为人类造福，而是被德国纳粹所利用，制造了危害性非常大的毒气弹。
那么，NH3究竟有哪些性质呢？
本节课我们来学习NH3和铵盐的一些知识。
［板书］第四章第一节氨硫酸硝酸
［讲］新闻阅读：
据中国新闻网报道:
2004年4月20日上午10时，杭州市一制冷车间发生氨气泄漏事件，整个厂区是白茫茫的一片，方圆数百米，空气中弥漫着一股浓烈的刺激性气味，进入厂区呼吸都感到困难。
厂区内寒气逼人。
市消防中心接到报案后立即制定方案，出动上百名消防队员，十余量消防车……
［思考与交流］
1、为什么在氨气泄漏时工厂里会寒气逼人？
2、如何吸收弥漫在空气中的大量氨气？
3、被围困在污染区的群众怎样做才能保证不吸入氨气？
［讲］由这段新闻，我们可以推测氨气有什么物理性质呢？
［板书］
［讲］NH3有刺激性气味，对人有刺激性作用，因此NH3有毒。
密度比空气小，可用向下排空气法收集NH3。
因为氨气易液化，所以氨气常用作致冷剂。
氨气极易溶于水，1体积水能吸收700体积氨气。
因此可以设计喷泉实验。
［实验探究］喷泉实验
［讲］喷泉是一种宏观的液体喷涌现象，既有天然的，也有人为的，现在以NH3的喷泉实验为例，说明喷泉实验的相关问题。
演示实验，可让学生动手参与
［投影］喷泉实验
（1）实验操作：
如图所示，由于NH3极易溶于水，先打开止水夹，挤压胶状滴管，少量的H2O既可溶解大量的NH3（1：
700），使烧瓶内气体的压强迅速减小。
外界大气压，将烧杯中的H2O压入上面的烧瓶，形成美丽的喷泉。
［讲］计算表明，当气体在水中的溶解度大于17时，该气体既能形成喷泉实验，故NH3、HCl、HBr、HI、SO2等气体均能溶于水产生喷泉现象。
［问］请同学们根据刚才的操作描述一下实验现象？
形成红色喷泉
［问］为什么原来的无色的酚酞溶液进入烧瓶后就会变红呢？
这说明NH3溶于水后还与水发生反应，得到的溶液显碱性，酚酞遇碱显红色
［投影］
（2）实验原理：
两个容器通过连接管组成连通器，装有液体的容器压强远大于另一个容器的压强（即产生较大的压强差），就会产生喷泉
（1）氨为什么会形成喷泉？
氨极易溶于水，使烧瓶内外形成较大的压差；
（2）实验成败的关键是什么？
a.烧瓶干燥；
b.装置的气密性好；
c.收集的气体纯度尽可能高。
［讲］CO2、H2S、NO2、Cl2等在H2O中溶解度不大的气体不能形成喷泉，但若将H2O改成NaOH溶液呢能否出现喷泉实验呢？
这些气体在碱性溶液中的溶解度显著增大，从而形成喷泉。
此外，若改变喷泉实验装置，也可使某些本来不能形成喷泉的气体形成喷泉实验。
因此，要以形成喷泉的条件来认识形成喷泉的本质，具体的设计方案同学们现在可以思考，我们可以在探究性实验课上亲自操作去验证我们的设计。
［投影］例1、用充满VLNH3的烧瓶作喷泉实验，若H2O充满整个烧瓶，则溶液的物质的量浓度为多少？
解：
n（NH3）==V/22.4
c（NH3）==n（NH3）/V==1/22.4==0.045mol/L
［讲］用NH3或HCl做喷泉实验，若混有不与该气体反应的气体，如空气、氧气、氮气等，则不论混合气体比例如何，水是否充满烧瓶，标准状况下其溶液浓度均为1/22.4mol/L
［问］刚才我们做的喷泉实验，滴有酚酞的水喷上去以后变成了红色，这说明什么问题？
氨气溶于水后生成的溶液显碱性
［讲］NH3不仅极易溶于水，且溶于水后的部分NH3与水发生了反应。
［板书］
（二）氨的化学性质
［讲］NH3溶于H2O后，大部分与H2O结合形成一水合氨NH3·
H2O是弱碱，可部分电离成NH4＋和OH―，而使溶液显碱性，而NH3·
H2O不稳定，受热极易生成NH3和H2O
［板书］NH3+H2O
［讲］NH3是中学化学中惟一能使红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此法检验NH3
［问］氨水呈碱性，其密度比H2O小，且浓度越大密度越小，那么，氨水中有哪些粒子？
与液氨有哪些区别？
［投影小结］
液氨
氨水（ammoniawater）
物质分类
纯净物（非电解质）
混合物
粒子种类
NH3
NH3、NH3·
H2O、H2O
NH4＋、OH―、极少量的H＋
性质
不具有碱性，有还原性
有碱的通性
［问］氨水易挥发，又有腐蚀性，那么氨水应如何保存呢？
［讲］贮存于玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛内或内涂沥青的铁桶。
［过］NH3作为一种碱性气体，它还能与酸性的HCl气体反应
［板书］2、与酸反应
［演示实验］用两根玻璃棒分别在浓氨水和浓盐酸里沾一下，然后将这两根玻璃棒接近。
两棒接近时，产生较多的白烟。
［讲］此白烟就是NH3与HCl化合而生成的微小的NH4Cl晶体，由此也可知道，NH3与酸的反应的实质是NH3与H＋结合而生成NH4＋的过程。
［板书］NH3＋HCl＝＝NH4Cl （产生白烟，可用于检验NH3）
［讲］通过NH3和HCl反应生成NH4Cl可知，NH3与酸反应的产物应是对应的铵盐，下边请同学们写出NH3与HNO3、H2SO4的反应化学方程式，并预测可能会出现的实验现象。
学生练习
［讲］NH3与易挥发性酸可生成白烟，与难挥发性酸也同样可以反应。
［板书］NH3＋HNO3＝＝NH4NO3 （白烟）
［讲］前边所讨论的NH3的性质涉及的反应都是非氧化还原反应，那么－3价的N能否发生化合价的变化呢？
在什么情况下可以改变呢？
变化时NH3表现出氧化性还是还原性呢？
NH3中N为最低价，应具有还原性，需提供氧化剂。
［投影视频］氨的催化氧化
［板书］3、氨的催化氧化
4NO+6H2O
［讲］这一反应又叫氨的催化氧化（接触氧化），是工业上制HNO3的关键一步，用双线桥表示电子转移。
［讲］NH3除了能被氧气催化氧化，在没有催化剂的条件下，NH3也能被一些氧化剂氧化，对应的产物的N2
［投影视频］1、NH3还原氧化铜的实验
2、氨气在纯氧中点燃
3、氨气与氯气的反应
［板书］4、氨气的还原性
［讲］若用浓氨水检验氯气管道是否泄露。
［过］请大家阅读一段资料：
［投影］NH4HCO3是常用的氮肥，俗称碳铵，有一农民看到买回的碳铵袋子有些脏，于是蘸水擦了擦，回去以后发现化肥有些发潮，于是将它放到太阳底下晒，晒过以后，觉得肥料好像变少了。
由上述材料你知道铵盐有什么性质？
由此得出，这种化肥在储存、运输时应该注意什么？
［讲］像NH4Cl、NH4HCO3这样由NH4＋和酸根离子构成的化合物叫铵盐，这就是下面咱们要学习的内容。
［板书］（三）铵盐
［讲］由以上这段阅读材料，你能推测出铵盐具有什么样的性质呢？
易溶于水，受热易分解。
［板书］1、物理性质：
［讲］刚刚我们在展示铵盐样品的时候，闻到了NH3的气味，那么NH3是如何产生的？
［问］到底是NH4HCO3挥发产生还是分解产生呢？
挥发和分解有何区别？
是分解产生的，挥发是物理变化，分解是化学变化
［过］NH4HCO3在常温下就能分解产生NH3，说明NH4HCO3很不稳定。
那么，其他铵盐是否也易分解呢？
下面，我们来做一下NH4Cl分解实验。
［演示实验］用试管加热少许NH4Cl晶体
加热后不久，试管上端的试管壁上有白色固体物质生成。
［问］试管壁上附着的固体又可能是什么呢？
如何形成？
［讲］此固体还是NH4Cl晶体，因为在加热时，NH4Cl会分解生成NH3和HCl，当两种气体上升到温度较低的地方又重新组合，生成了NH4Cl晶体。
［板书］2、化学性质
［讲］非氧化性、易挥发的酸组成的铵盐，加热分解生成NH3和相应的酸或其分解产物。
［讲］对于高沸点、难挥发性的酸组成的铵盐在加热时，只有NH3逸出，而酸保留下来。
［板书］（NH4）2SO4
［讲］但对于一些易挥发性但氧化性的酸的铵盐分解时发生氧化还原反应，其产物随温度高低而异，
［板书］5NH4NO3
［思考与交流］若NaCl晶体中混合NH4Cl，可如何除去？
加热法。
［演示实验］在试管中加入少量（NH4）2SO4溶液和NaOH溶液，加热。
加热后，溶液中有气泡生成，可闻到刺激性气味，湿润的红色石蕊试纸变蓝。
［问］上述实验说明了铵盐可能具有什么样的性质呢？
［板书］
（2）与碱反应
［讲］铵盐与碱反应的实质是NH4＋与OH―反应生成NH3·
H2O，而NH3·
H2O不稳定，在受热或浓溶液反应的情况下，就写成NH3和H2O的形式，而稀溶液反应就写成NH3·
H2O的形式。
［讲］铵盐作氮肥时，不能与碱性物质混用，也正是利用这一性质来检验NH4＋的存在，当然也是实验室制取NH3的原理。
［板书］（3）NH4＋的检验
［学生自主实验］实验室制NH3
边协助学生操作，边引导学生总结
［板书］（四）实验室制NH3
［讲］反应是离子反应，但此反应为非水溶液中进行，因而写不出离子反应方程式。
所用铵盐不能用NH4NO3和NH4HCO3，因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性分解反应，发生危险，而NH4HCO3受热易分解产生O2，使生成的NH3中混有较多杂质。
另外选用消石灰Ca（OH）2，不能用NaOH和KOH代替，其主要原因是：
NaOH、KOH具有易湿性，易结块，不利于产生NH3。
NaOH、KOH在高温下能腐蚀玻璃管。
除了用NH4Cl和消石灰固体共热易NH3外，还可以在常温下用浓氨水与固体烧碱或生石灰混合快速制取NH3。
［讲］实验装置如图，与O2的制备装置相似。
是典型的固体与固体热反应制备气体的装置。
那么，作为一种典型的碱性气体，可以用什么来干燥氨气呢？
［板书］2、干燥剂：
［讲］不能选用浓硫酸、硅胶等酸性干燥剂，是因为酸碱反应，而不能选用CaCl2，是因为CaCl2与NH3反应生成CaCl2·
8NH3
［板书］3、收集方法：
［视频］NH3的工业用途
［讲］最后，请同学们小结一下NH3的用途。
［自我评价］
1、为了简单地制取干燥的NH3，下列说法中适合的是（C）
A、N2+3H2
2NH3用NaOH进行干燥
B、加热NH4HCO3，气体用P2O5干燥
C、加热浓氨水，气体用碱石灰干燥
D、Mg3N2+6H2O==3Mg（OH）2+2NH3↑用CaCl2干燥
2、有关氨气的实验较多，下面对这些实验的实验原理的分析中，正确的是
A．氨气极易溶解于水的性质可以解释氨气的喷泉实验
B．氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验
C．铵盐的水溶性大是实验室中用NH4Cl和Ca（OH）2的混合物制取氨气的原因
D．NH3·
H2O的热不稳定性可以解释实验室中用加热氨水的方法制取氨气
3、对于氨水的组成的叙述正确的是（）
A．只含有氨分子和水分子
B．只含有一水合氨分子和水分子
C．只含有氨分子、水分子和一水合氨分子
D．含有氨分子、水分子、一水合氨分子、铵根离子和氢氧根离子
4、检验氨气可选用（ ）
A．湿润的蓝色石蕊试纸 B．干燥的红色石蕊试纸
C．干燥的蓝色石蕊试纸 D．湿润的红色石蕊试纸
5、喷泉实验是一种常见的自然现象，其产生原因是存在压强差。
试根据下图，回答下列问题：
（1）在图A的烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。
下列组合中不可能形成喷泉的是（）。
A．HCl和H２OB．NH３和H２O
C．NH３和汽油D．CO２和NaOH溶液
（2）在图B的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是（）
A．Cu与稀盐酸B．NaHCO３与NaOH溶液
C．CaCO３与稀硫酸D．NH4HCO３与稀盐酸
（3）在图B的锥形瓶外放一水槽，锥形瓶中加入酒精，水槽中加入冷水后，再加入足量的下列物质，结果也产生了喷泉。
水槽中加入的物质不可能是
A．浓硫酸B．生石灰C．硝酸铵D．烧碱
这种方法产生喷泉的原理是______________________________________。
（4）比较图A和图B两套装置，以产生喷泉的原理来分析，图A是_______上部烧瓶内压强；
图B是_______下部锥形瓶的压强（填“增大”或“减小”）。
城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理与上述________（填图A或图B）装置的原理相似。
（5）如果只提供如图C的装置，引发喷泉的方法是________。
6、请回答有关下列五种气体：
H2、O2、NO、NH3、NO2的问题。
I.
（1）与制取O2的发生装置相同的是；
只能用一种方法收集的是
（2）以上气体制备反应中,有一反应在原理上与其它反应都不能归为同一类型，请写出实验室制取该气体的方程式
II.用右图装置进行喷泉实验（图中夹持装置均
已略去）。
（1）若用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已
装满干燥的氨气，引发水上喷的操作是
该实验的原理是
（2）若用图2的装置，请举一例说明引发喷泉的方法。
III：
若用同一烧瓶分别充满如下气体：
①HCl②NH3
③NO2进行喷泉实验，实验后烧瓶内溶液液面的高度关系为
（用序号和“>
<
或=”表示，下同），所得溶液物质的量浓度大小关系为。
教学回顾：
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