化学必修1第四章第四节 氨 硫酸 硝酸ppt

1、德国物理化学德国物理化学家。是合成氨法家。是合成氨法的发明者。因发的发明者。因发明用氮气和氢气明用氮气和氢气直接合成氨的方直接合成氨的方法法, , 获获19181918年诺年诺贝尔化学奖金贝尔化学奖金 19181918年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖哈伯,F. Fritz Haber 1868193419311931年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖柏吉斯柏吉斯,F,F Friedrich Bergius 1884Friedrich Bergius 18841949.1949.德国燃料化学家德国燃料化学家. 1913. 1913年发明了煤直接液化的年发明了煤直接液化的方法即方法即柏吉斯法柏吉斯法，于，于

2、19131913年获得德国专利。年获得德国专利。后历经十数载研究，使后历经十数载研究，使该法得到工业应用，于该法得到工业应用，于19311931年获诺贝尔化学奖。年获诺贝尔化学奖。19331933年以后进行了合成年以后进行了合成食物的研究。食物的研究。博施(Carl lBosch)，德国化学工程专家。 将哈伯的合成氨研究成果付诸实施于大规模的工业化生产，发展了哈伯的研究成果。他用了5年的时间，进行了上万次的试验，才确定了适合于合成氨用的催化剂。他研制建造了能耐高温和高压并能长期使用和操作简便的合成氨装置。 一、氨一、氨NH3 氮是动植物生长不可缺少的氮是动植物生长不可缺少的元素，是蛋白质的重要

3、成分。元素，是蛋白质的重要成分。氮的固定：氮的固定：将游离态的氮转变为氮的化合物将游离态的氮转变为氮的化合物叫做氮的固定。叫做氮的固定。 N2 + 3H2 2NH3高温、高压高温、高压催化剂催化剂1）物理性质）物理性质无色、无色、具有刺激性具有刺激性气味的气体气味的气体气体的气体的密度密度比空气比空气小小、易液化易液化在常温常压下，在常温常压下，极易溶于水极易溶于水(1 700)2）化学性质）化学性质实实 验验48NH3与水的反应与水的反应1、氨的性质、氨的性质NH3 + H2O NH3H2ONH3H2O = NH3 + H2O 氨的性质，注意观察现象。氨的性质，注意观察现象。 氨水中存在着哪

4、些化学反应？氨水的里什么氨水中存在着哪些化学反应？氨水的里什么微粒？为什么氨水呈碱性？微粒？为什么氨水呈碱性？NH3 + H2O NH3H2O NH4+ + OH-阅读阅读资料卡片资料卡片氨水为什么显碱性？氨水为什么显碱性？思考：氨水中存在哪些分子、哪些离子？思考：氨水中存在哪些分子、哪些离子？分子：分子：NH3、 H2O 、 NH3H2O(主要主要)离子：离子：NH4+、OH-、微量微量H+氨水显弱碱性，能使酚酞溶液变红或使湿润氨水显弱碱性，能使酚酞溶液变红或使湿润的红色石蕊试纸变蓝。的红色石蕊试纸变蓝。氨与酸的反应氨与酸的反应生成铵盐生成铵盐NH3 + HCl = NH4ClNH3 + H

5、NO3 = NH4NO32NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4(出现白烟出现白烟)氨与氯化氢的反应氨与氯化氢的反应铵盐铵盐 都都易溶于水易溶于水的晶体，受热易分解，的晶体，受热易分解，与强碱与强碱反应放出氨气反应放出氨气。铵盐是农业上常用的。铵盐是农业上常用的化肥化肥。NH4+的检验方法：加碱后加热有氨气产生。的检验方法：加碱后加热有氨气产生。NH4+ + OH- - = NH3 + H2O NH4Cl = NH3 + HCl NH4HCO3 = NH3 + H2O + CO2 NH4NO3 + NaOH = NH3 + H2O + NaNO3 氨与氧气反应（氨的催化氧化）氨与氧气反

6、应（氨的催化氧化）请大家完成请大家完成P98思考与交流思考与交流1 氨一系列反应可以得到硝酸，分析氮元素氨一系列反应可以得到硝酸，分析氮元素的化合价变化，写出除的化合价变化，写出除(2)以外的化学方程式。以外的化学方程式。4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O催化剂催化剂氨的用途氨的用途氨氨制硝酸制硝酸制铵盐、制铵盐、制纯碱制纯碱制尿素制尿素制纤维、塑料、染料等制纤维、塑料、染料等(有机合成工业有机合成工业)制医用稀氨水、制医用稀氨水、用做制冷剂用做制冷剂重要的化工原料重要的化工原料2 2、氨气的实验室制法、氨气的实验室制法 在实验室里，常用加热铵盐和碱的混合物在实验室里，常用加热铵盐和碱

7、的混合物的方法制取氨。用向下排空气法收集。的方法制取氨。用向下排空气法收集。反应方程式：反应方程式：2NH4Cl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2H2O + 2NH3原理：原理：装置：装置：2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2 NH3+2H2O固固固加热固加热收集收集:向下排空气法向下排空气法干燥：干燥：碱石灰碱石灰检验：检验：使湿润的红色石蕊试纸变蓝使湿润的红色石蕊试纸变蓝尾气处理：尾气处理：用水或稀硫酸吸收用水或稀硫酸吸收【思考与交流【思考与交流2】提示：氮是蛋白质的基本组成元素之一。所有】提示：氮是蛋白质的基本组成元素之一。所有生物体内均含有蛋白质，所以氮的循环涉及到生

8、物圈的全部领生物体内均含有蛋白质，所以氮的循环涉及到生物圈的全部领域。氮是地球上极为丰富的一种元素，在大气中约占域。氮是地球上极为丰富的一种元素，在大气中约占79%。氮。氮在空气中含量虽高，却不能为多数生物体所直接利用，必须通在空气中含量虽高，却不能为多数生物体所直接利用，必须通过固氮作用。过固氮作用。固氮作用的两条主要途径固氮作用的两条主要途径，一是通过闪电一是通过闪电等高能等高能固氮，形成的氨和硝酸盐，随降水落到地面；固氮，形成的氨和硝酸盐，随降水落到地面；二是生物固氮二是生物固氮，如豆科植物根部的根瘤菌可使氮气转变为硝酸盐等。植物从土如豆科植物根部的根瘤菌可使氮气转变为硝酸盐等。植物从土

9、壤中吸收铵离子壤中吸收铵离子(铵肥铵肥)和硝酸盐，并经复杂的生物转化形成各和硝酸盐，并经复杂的生物转化形成各种氨基酸，然后由氨基酸合成蛋白质。动物以植物为食而获得种氨基酸，然后由氨基酸合成蛋白质。动物以植物为食而获得氮并转化为动物蛋白质。动植物死亡后遗骸中的蛋白质被微生氮并转化为动物蛋白质。动植物死亡后遗骸中的蛋白质被微生物分解成铵离子物分解成铵离子(NH4+)、硝酸根离子、硝酸根离子(NO3- -)和氨和氨(NH3)又回到又回到土壤和水体中，被植物再次吸收利用。土壤和水体中，被植物再次吸收利用。3、自然界氮的循环、自然界氮的循环 （1 1）概念：）概念： （2 2）途径：）途径： 生物固氮生

10、物固氮 自然固氮自然固氮 人工固氮人工固氮图图4-30 自然界中的氮循环自然界中的氮循环请大家完成请大家完成P99思考与交流思考与交流2硫酸和硝酸的氧化性硫酸和硝酸的氧化性大家讨论完成大家讨论完成P100思考与交流思考与交流3解析：解析：（1）它们都是酸，在水溶液中电离出）它们都是酸，在水溶液中电离出H+，硫酸和，硫酸和硝酸是含氧酸，盐酸是无氧酸；硫酸是二元强酸，硝酸是含氧酸，盐酸是无氧酸；硫酸是二元强酸，硝酸和盐酸是一元强酸硝酸和盐酸是一元强酸（2）在水溶液中都电离出氢离子）在水溶液中都电离出氢离子 H2SO4 = 2H+ + SO42- HNO3 = H+ + NO3- （3）从盐酸、稀硫

11、酸是非氧化性酸，浓硫酸或硝酸）从盐酸、稀硫酸是非氧化性酸，浓硫酸或硝酸是氧化性酸的角度去讨论。是氧化性酸的角度去讨论。一元一元强酸强酸，易，易挥发挥发，不稳定（，不稳定（分解分解），），强氧化性。强氧化性。硝酸的浓度越大，温度越高，越容易分解。分硝酸的浓度越大，温度越高，越容易分解。分解产生的解产生的NO2溶解在硝酸中显黄色。溶解在硝酸中显黄色。1 1、硝酸、硝酸1)不稳定性：见光或受热分解不稳定性：见光或受热分解具有酸的通性具有酸的通性4HNO3 2H2O + 4NO2+ O2热热光光思考：硝酸应储存在什么试剂瓶中？思考：硝酸应储存在什么试剂瓶中？棕色试剂瓶棕色试剂瓶一、硫酸和硝酸的氧化性一

12、、硫酸和硝酸的氧化性2)强氧化性强氧化性与金属反应与金属反应反应规律：反应规律：Cu + 4HNO3(浓浓) = Cu(NO3)2+ 2NO2+ 2H2O3Cu + 8HNO3(稀稀) =3Cu(NO3)2+ 2NO+ 4H2O1、硝酸溶液不管浓和稀都具有强氧化性，与金、硝酸溶液不管浓和稀都具有强氧化性，与金属反应均不产生氢气属反应均不产生氢气H2。2、浓硝酸一般被还原为、浓硝酸一般被还原为NO2，稀硝酸被还原为，稀硝酸被还原为NO。变价金属被氧化成高价硝酸盐。变价金属被氧化成高价硝酸盐。3、常温时，、常温时，Fe、Al遇冷浓硝酸发生钝化，因此可用遇冷浓硝酸发生钝化，因此可用铁或铝制容器盛装浓

13、硝酸。铁或铝制容器盛装浓硝酸。4、金属与硝酸反应，硝酸既表现氧化性，又表现、金属与硝酸反应，硝酸既表现氧化性，又表现酸性。酸性。浓硝酸与非金属的反应浓硝酸与非金属的反应(C、S等等) C + 4HNO3(浓浓) = CO2 + 4NO2+ 2H2O与一些还原性离子的反应与一些还原性离子的反应3Fe2+ + 4H+ + NO3- - = 3Fe3+ + NO+ 2H2O说明：说明：NO3在酸性条件下也具有强氧化性。因此在酸性条件下也具有强氧化性。因此NO3与与H在溶液中与具有还原性的离子不能大在溶液中与具有还原性的离子不能大量共存：如量共存：如Fe2+ 、I、S2、SO32等。等。3) 王水王水

14、 :浓硝酸和浓盐酸的体积比为浓硝酸和浓盐酸的体积比为 1 3 的混合物的混合物4)硝酸的制备硝酸的制备实验室制法：实验室制法：工业生产：工业生产：NH3 NO NO2 HNO3NaNO3 +H2SO4(浓浓) = NaHSO4 + HNO3阅读资料卡片阅读资料卡片王水王水 现有体积相同的浓硫酸和浓盐酸，分别放在等现有体积相同的浓硫酸和浓盐酸，分别放在等质量的两个试剂瓶中，不用化学方法怎样识别？质量的两个试剂瓶中，不用化学方法怎样识别？提起试剂瓶，重者是浓硫酸；提起试剂瓶，重者是浓硫酸；振动试剂瓶，液体呈油状的是浓硫酸；振动试剂瓶，液体呈油状的是浓硫酸；打开试剂瓶，瓶口不生白雾者是浓硫酸；打开试

15、剂瓶，瓶口不生白雾者是浓硫酸；打开试剂瓶，无刺激性气味的是浓硫酸。打开试剂瓶，无刺激性气味的是浓硫酸。请总结浓硫酸的物理性质：请总结浓硫酸的物理性质： 无色、无味、粘稠的油状无色、无味、粘稠的油状液体，密度大，沸点高，难挥发，与水任意比互溶。液体，密度大，沸点高，难挥发，与水任意比互溶。2、硫酸的强氧化性、硫酸的强氧化性1 1、硫酸（、硫酸（H2SO4）1)浓硫酸的性质浓硫酸的性质 无色油状液体，难挥发，易溶于水，无色油状液体，难挥发，易溶于水， 沸点沸点338。注：注：高沸点酸制低沸点酸，难挥发性酸制易挥发性酸。高沸点酸制低沸点酸，难挥发性酸制易挥发性酸。2)浓硫酸的特性浓硫酸的特性1) 吸

16、水性：吸水性：能吸收水份，能吸收水份，可干燥与它不反应的气体可干燥与它不反应的气体O2 H2 N2CO2 SO2 HCl Cl2 NaCl + H2SO4(浓浓) NaHSO4 + HCl微热微热2NaCl + H2SO4(浓浓) Na2SO4 + 2HCl 强热强热具有酸的通性具有酸的通性思考：思考：能用浓硫酸干燥能用浓硫酸干燥H2S、NH3气体吗？气体吗？现象现象： 固体由蓝色变为灰白色，固体由蓝色变为灰白色，溶液仍为无色。溶液仍为无色。解释解释：浓硫酸吸取胆矾中的结晶水使浓硫酸吸取胆矾中的结晶水使硫酸铜晶体失水变白。硫酸铜晶体失水变白。结论：结论：浓硫酸有浓硫酸有吸水性吸水性实验实验1在

17、试管中放入在试管中放入少量胆矾，再加少量胆矾，再加入少量浓硫酸入少量浓硫酸现象现象： 滴有浓硫酸的滤纸滴有浓硫酸的滤纸炭化炭化变黑。变黑。解释解释： 滤纸的主要成份是纤维素，滤纸的主要成份是纤维素，由碳、氢、氧三种元素组成，由碳、氢、氧三种元素组成，浓硫酸能把滤纸中的氢、氧元浓硫酸能把滤纸中的氢、氧元素按水的比例脱去。素按水的比例脱去。结论：结论：浓硫酸有浓硫酸有脱水性脱水性实验实验2把少量浓硫酸滴在纸片、火柴梗上2) 脱水性脱水性浓硫酸能按水的组成比脱去有机物中的氢和氧元素。浓硫酸能按水的组成比脱去有机物中的氢和氧元素。浓硫酸的吸水性与脱水性有何区别浓硫酸的吸水性与脱水性有何区别?思考思考:

18、图图 4-31 向蔗糖中加入浓硫酸向蔗糖中加入浓硫酸比较学习 浓硫酸的吸水性和脱水性有什么区别？浓硫酸的吸水性和脱水性有什么区别？吸水性是指浓硫酸直接与水分子结合。吸水性是指浓硫酸直接与水分子结合。 脱水性是指浓硫酸将许多有机物中的氢、脱水性是指浓硫酸将许多有机物中的氢、氧元素按水的比例脱去。氧元素按水的比例脱去。吸收现成的水，属物理性质。吸收现成的水，属物理性质。反应生成水，属化学性质。反应生成水，属化学性质。3) 强氧化性强氧化性 加热时，浓硫酸能与大多数金属反应，但都没加热时，浓硫酸能与大多数金属反应，但都没有氢气生成，通常生成有氢气生成，通常生成SO2气体。气体。实验实验49浓硫酸与铜

19、反应，注意观察现象。浓硫酸与铜反应，注意观察现象。铜丝铜丝：红红黑黑液体液体：无无棕黑棕黑蓝色蓝色气体气体：无色无色有刺激性气味，使有刺激性气味，使品红品红溶溶液液褪色褪色,使石蕊使石蕊变红。变红。实验结论：实验结论： SO2Cu + 2H2SO4（浓）（浓）= CuSO4 +SO2 +2H2O失去失去得到得到还原剂还原剂氧化剂氧化剂氧化产物氧化产物还原产物还原产物实验现象实验现象：硫酸既表现氧化性，又表现酸性。硫酸既表现氧化性，又表现酸性。 金属的钝化金属的钝化 常温下，常温下，浓硫酸或浓硝酸浓硫酸或浓硝酸与某些金属与某些金属(如铁、铝如铁、铝)接触时，能使金属表面生成一层接触时，能使金属表

20、面生成一层致密的氧化物致密的氧化物，从而，从而阻止内部的金属继续与浓硫酸反应，这一现象叫钝化阻止内部的金属继续与浓硫酸反应，这一现象叫钝化现象。现象。加热时，浓硫酸也能与某些非金属反应（加热时，浓硫酸也能与某些非金属反应（S、C等）等） C + 2H2SO4(浓浓) = CO2 + 2SO2+ 2H2O常温下，常温下，铁、铝遇浓硫酸铁、铝遇浓硫酸(浓硝酸浓硝酸)发生钝化现象发生钝化现象总结浓硫酸的特性浓硫酸的特性 吸水性吸水性 强氧化性强氧化性 加热时浓硫酸能与大多数金属反应，加热时浓硫酸能与大多数金属反应，但不生成氢气。但不生成氢气。常温下常温下使铁铝钝化使铁铝钝化 脱水性脱水性Cu + 2

21、H2SO4 （浓）（浓） = CuSO4 + SO2 + 2H2O 与某些非金属反应与某些非金属反应C + 2H2SO4 （浓）（浓） = CO2 + SO2 + 2H2O 与硫化氢、碘化氢等还原剂反应与硫化氢、碘化氢等还原剂反应H2S + H2SO4 （浓）（浓） = S + SO2 + 2H2O分析分析 稀硫酸的氧化性和浓硫酸稀硫酸的氧化性和浓硫酸的氧化性有何不同？的氧化性有何不同？ 稀硫酸的氧化性是由电离出的稀硫酸的氧化性是由电离出的H+引起的，引起的，氢离子只能氧化金属活动顺序表中氢前的金属，氢离子只能氧化金属活动顺序表中氢前的金属，所以稀硫酸具有弱的氧化性。所以稀硫酸具有弱的氧化性。

22、 浓硫酸的氧化性是由硫酸分子中浓硫酸的氧化性是由硫酸分子中+6价硫元素引起的，它可以氧化金属活动价硫元素引起的，它可以氧化金属活动顺序表氢后的金属；顺序表氢后的金属；所以浓硫酸具有强的氧化性。所以浓硫酸具有强的氧化性。硫酸用途硫酸用途制过磷酸钙制过磷酸钙电镀前去锈电镀前去锈制硫酸铵制硫酸铵制硫酸盐制硫酸盐制挥发性酸制挥发性酸精炼石油，制炸精炼石油，制炸药、农药、染料药、农药、染料Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 = Ca(H2PO4)2 + 2CaSO43 3、硫酸和硝酸的用途、硫酸和硝酸的用途 硫酸和硝酸都是重要的化工原料，也是化学实验室里硫酸和硝酸都是重要的化工原料，也是化学实验室里必

23、备的重要试剂。在工业上可用于制化肥、农药、炸药、必备的重要试剂。在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。硫酸还用于精炼石油、金属加工前的酸洗染料、盐类等。硫酸还用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸等。及制取各种挥发性酸等。图图 4-34 硫酸的用途硫酸的用途课堂小结一、酸的通性一、酸的通性 二、浓硫酸的特性二、浓硫酸的特性 1 1、 吸水性吸水性 2 2、脱水性、脱水性 3 3、强氧化性、强氧化性 三、硫酸的用途三、硫酸的用途 本课小结硝酸的性质硝酸的性质物理性质物理性质化学性质化学性质1强酸性强酸性2不稳定性不稳定性3（1）钝化）钝化（2）与金属）与金属Cu（3）与非金属

24、）与非金属C（4）与还原性化合物）与还原性化合物练习练习2.下列叙述不正确的是下列叙述不正确的是 ( )A. NH3易液化，液氨常用作制冷剂易液化，液氨常用作制冷剂B. 与金属反应时，稀与金属反应时，稀HNO3可能被还原为更低价态，可能被还原为更低价态，则稀则稀HNO3氧化性强于浓氧化性强于浓HNO3C. 氨盐受热易分解，因此贮存氨态氮肥时要密封保氨盐受热易分解，因此贮存氨态氮肥时要密封保存，并放在阴凉通风处存，并放在阴凉通风处D. 稀稀HNO3和活泼金属反应时主要得到氢气和活泼金属反应时主要得到氢气1.起固定氮作用的化学反应是起固定氮作用的化学反应是 ( )A. N2与与H2在一定条件下反应

25、生成在一定条件下反应生成NH3 B. 硝酸工厂用硝酸工厂用NH3氧化制氧化制NOC. 雷雨时空气中的雷雨时空气中的 N2转化为转化为NO D. 由由NH3制碳酸氢铵和硫酸铵制碳酸氢铵和硫酸铵3.向盐酸中加入浓硫酸时产生白雾，下列叙述不属向盐酸中加入浓硫酸时产生白雾，下列叙述不属于产生该现象的原因是于产生该现象的原因是( )A. 浓硫酸具有脱水性浓硫酸具有脱水性 B. 浓硫酸具有吸水性浓硫酸具有吸水性 C. 盐酸具有挥发性盐酸具有挥发性 D. 气体的溶解度的随温度升高而降低气体的溶解度的随温度升高而降低4.欲迅速除去水壶底的水垢，又不损坏铝壶，最好欲迅速除去水壶底的水垢，又不损坏铝壶，最好选用选用 ( )A. 浓盐酸浓盐酸 B. 稀硝酸稀硝酸 C. 冷的浓硫酸冷的浓硫酸 D. 冷的浓硝酸冷的浓硝酸5. 将下列性质的序号，填入各小题后面对应的括号中将