2016-2017学年高一化学同步精品课堂（必修1）专题4.4.1 氨（教学案） Word版

1、【教学目标】知识与技能： 1、 通过观察与实验了解氨气的物理性质；认识氨气、铵盐的化学性质，学会氨气的实验室制取、收集、检验的方法。2、知道铵根离子的检验方法3、认识氨在生产中的应用过程与方法：通过对氮及其化合物的归纳与比较，培养学生归纳整合的能力。情感态度与价值观：1、通过氮肥能提高粮食产量解决饥饿问题，让学生感悟化学和技术对社会发展的巨大贡献。2、通过对氮的循环的学习树立学生认识人与自然的和谐发展的意识。【教学重点】氨的化学性质和制取【教学难点】氨气的还原性【课时安排】【教学过程】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

2、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。投影氮的固定(fixation of nitrogen)：将游离的氮（N2）转变为氮的化合物的过程（1）自然固氮（2）人工固氮：合成氨工业等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：N2 +3H22NH3 讲合成氨

3、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 硝酸一、氨(ammonia) (一) 氨的物理性质讲新闻阅读：据新华社电（记者 刘紫凌 李思远）湖北省洪湖市23日通报：22日晚10时40分左右，洪湖市德炎水产公司发生氨气泄漏事故。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

4、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

5、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

6、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），就会产生喷泉思考与交流（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

7、。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VL NH3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 = 0.045 mol/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1/22.4 mol/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

8、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1、与H2O反应讲NH3溶于H2O后，大部分与H2O结合形成一水合氨NH3H2O是弱碱，可部分电离成NH4和OH，而使溶液显碱性，而NH3H2O不稳定，受热极易生成NH3和H2O 板书NH3+H2O NH3H2ONHOHNH3H2ONH3+H2O 讲NH3是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（ammonia water）物质分类纯净物(非电解质)混合物粒子种类N

9、H3NH3、NH3H2O、H2ONH4、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。现象：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NH3HClNH4Cl（产生白烟，可用于检验NH3）讲通过NH3和HCl反应生成NH4Cl可知，

10、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NH3HNO3NH4NO3（白烟）2NH3H2SO4(NH4)2SO4（吸收NH3的方法）NH3H2OCO2NH4HCO3（俗称碳铵）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4NH3+5O2 4NO+

11、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(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 讲若用浓氨水检验氯气管道是否泄露。过

12、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：易溶于水无色晶体。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NH4HC

13、O3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晶体现象：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(1) 铵盐受热易分解 NH4HCO3 =NH3 + H2O +CO2

14、NH4Cl NH3 + HCl 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 2NH3 +H2SO4 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 2HNO3+4N2+9H2ONH4NO3=N2O+2H2O(撞击或加热)2NH4NO3=2N2+O2+4H2O (加热到500)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。

15、现象：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 (NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4 +2NH3 +2H2O讲铵盐与碱反应的实质是NH4与OH反应生成NH3H2O，而NH3H2O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NH3H2O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的检验原理：NH4OHNH3H2O现象：有刺激性气味气体产生，能使红色石蕊试纸变蓝。学生自主实验实验

16、室制NH3边协助学生操作，边引导学生总结板书（四）实验室制NH31、实验原理：2NH4ClCa(OH)2CaCl2+2NH3 +2H2O 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

17、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：碱石灰讲不能选用浓硫酸、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CaCl28NH3板书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视频NH3的工业用途讲最后，请同学们小结一下NH3的用途。课堂练习1为了简单地制取干燥的NH3，下列说法中适合的是(

18、 C )AN2 +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DMg3N2+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DNH3H2O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

19、、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（ ）AHCl和HO BNH和HO CNH和汽油 DCO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（ ）ACu与稀盐酸 BNaHCO与NaOH溶液CCaCO与稀硫酸 DNH4HCO与稀盐酸（3）在图B的

20、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

21、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： HCl NH3 NO2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 。【板书设计】合成氨工业：N2 +3H22NH3 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)