氮的氧化物及氨气

关于氮的氧化物及氨气一、一氧化氮和二氧化氮

问题讨论：空气的主要成分有什么？各占多少比例？说明氮气的何种性质？空气的主要成分有氮气和氧气？氮气80%；氧气占20%；说明氮气的化学性质稳定一定条件下氮气可以与活泼的金属单质和非金属反应第2页,共48页，2024年2月25日，星期天一、一氧化氮和二氧化氮

N2+O2===2NO放电或高温

2、NO和NO2的物理性质

NO是一种无色、无味、难溶于水的有毒气体。

NO2是一种红棕色、有剌激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水1、NO和NO2的生成：2NO+O2==2NO2

4NH3+5O2===4NO+6H2O工业制法：第3页,共48页，2024年2月25日，星期天3、NO和NO2的化学性质（1）

NO不与水反应，在常温下易与O2化合生成NO2:

（2）

NO2难被O2氧化，易与水反应生成HNO3和NO:

（工业生产硝酸的化学反应原理）2NO+O2===2NO2科学探究（P92）：现有一试管二氧化氮，其他药品和仪器自选，请设计实验，要求尽可能多地使二氧化氮被水吸收。

3NO2+H2O===2HNO3+NO＋4＋5＋2第4页,共48页，2024年2月25日，星期天实验步骤现象方程式1将一支充满NO2的试管倒放在盛有水的水槽中2制取少量氧气3将氧气慢慢地通入步骤1的试管中红棕色气体逐渐消失，水位上升，最后水充满整个试管的2/3无色气体变为红棕色气体，又变为无色气体，但气体体积逐渐缩小，液面不断上升O23NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO第5页,共48页，2024年2月25日，星期天NO2

、NO、O2

的混合气体与水反应

……（1）

……（2）若为NO2和O2

的混合气体，由（1）（2）得：即时，NO2

全部生成硝酸；若为NO和O2

的混合气体，由（1）（2）得：即时，NO全部生成硝酸。第6页,共48页，2024年2月25日，星期天

“雷雨发庄稼”有何道理？第7页,共48页，2024年2月25日，星期天练习1、将NO2

和O2

按照1：1的比例混合并盛满试管，将该试管倒立于水槽中，待反应完成后，液面可上升到试管容积的2.在标准状况下，将O2和NO2按1：4体积比充满一干燥的烧瓶，将烧瓶倒置于水中，瓶内液面逐渐上升。设反应过程没有损失，烧瓶内溶液的物质的量浓度为（）

A．0.045mol/LB．0.036mol/LC．0.026mol/LD．0.028mol/L

B第8页,共48页，2024年2月25日，星期天二、SO2和NO2对大气的污染1、空气中SO2和NO2的来源：（1）煤、石油等含硫燃料的燃烧；（2）火山爆发、工厂尾气；（3）汽车尾气。第9页,共48页，2024年2月25日，星期天

SO2+H2O

H2SO32H2SO3+O2==2H2SO42SO2

+O2

2SO3

SO3+H2O==H2SO43NO2+H2O===2HNO3+NOSO2+NO2===SO3

+NO飘尘2、酸雨的形成和危害及防治措施：正常雨水的PH值在5.6左右，酸雨的PH值小于５.６第10页,共48页，2024年2月25日，星期天酸雨的洗礼摩崖石刻乐山大佛第11页,共48页，2024年2月25日，星期天思

考?

煤中含有S，燃烧时会产生SO2排放到空气中去污染空气，请利用今天学过的知识设计一个合理方案来减少煤燃烧时SO2的排放量，并写出有关方程式？

SO2+CaO

=CaSO3

往煤中加石灰—CaO,煤燃烧产生的SO2和石灰产生反应生成CaSO3,CaSO3再被氧化成CaSO4，从而减少了SO2排放量，主要反应为：方

案！第12页,共48页，2024年2月25日，星期天SO2和NO2的回收利用第13页,共48页，2024年2月25日，星期天巩固练习2、用化学方法以区别溴蒸气和二氧化氮两种红棕色气体的试剂是（

）

(A)Cl2

(B)淀粉KI试纸

(C)水

(D)硝酸银溶液

CD1、实验室中制取的下列气体中，可以用排空气法收集的是（）A．NO2B．SO2C．CO

D．NOAB第14页,共48页，2024年2月25日，星期天第15页,共48页，2024年2月25日，星期天诺贝尔化学奖

2007年10月诺贝尔化学奖授予了德国化学家格哈德·埃特尔，理由是他发现了哈伯－博施法合成氨的作用机理。

1918年，德国化学家弗里·哈伯因为发明合成氨方法而获得诺贝尔化学奖。1931年，卡尔·博施因为改进合成氨方法获得诺贝尔化学奖。卡尔·博施第16页,共48页，2024年2月25日，星期天非金属及其化合物第四节氨铵盐第17页,共48页，2024年2月25日，星期天三、氨气的性质1.物理性质无色颜色状态气味密度液化温度溶解性气态刺激性气味比空气轻零下33.5度易液化氨气常用做制冷剂氨气能溶于水吗?第18页,共48页，2024年2月25日，星期天极易溶于水（1:700），水溶液叫“氨水”.

氨水越浓,密度越小实验探究一现象水由玻璃管进入烧瓶，形成美丽的喷泉，液体呈红色a.氨极易溶于水。b.水溶液显碱性。实验结论:第19页,共48页，2024年2月25日，星期天形成喷泉的原因：：实验4-8：氨溶于水的喷泉实验

当滴管中的水挤入到烧瓶中时，烧瓶内的氨溶解，使瓶内压强迅速降低，瓶内外形成较大的压强差；大气压将水压入烧瓶。交流与讨论：2.有没有其他的方法可以引发喷泉实验呢？1.如果水不能充满整个烧瓶，可能的原因？第20页,共48页，2024年2月25日，星期天大雁塔喷泉美国拉斯维加斯:Bellagio的音乐喷泉第21页,共48页，2024年2月25日，星期天2、氨的化学性质氨水中含少量氢氧根离子，呈弱碱性.

NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-（1）氨与水反应认识氨气氨气溶于水时，大部分与水结合成“一水合氨”；一水合氨部分电离

[思考]氨水呈碱性，如何验证？ 可以使红色石蕊试纸变蓝；或者可以使酚酞试液变红；第22页,共48页，2024年2月25日，星期天思考：氨水中存在哪些分子、哪些离子？分子：NH3、H2O、NH3·H2O(主要)离子：NH4+、OH-(H+)因此可以用浓氨水加热来制氨气NH3·H2O==NH3↑+H2O△☆一水合氨不稳定，受热易分解：第23页,共48页，2024年2月25日，星期天液氨

氨水`物质种类

粒子种类纯净物混合物NH3

氨水和液氨的区别离子：NH4+、OH-、

微量H+分子：NH3、H2O、NH3·H2O(主要)第24页,共48页，2024年2月25日，星期天为什么蘸有浓氨水的玻璃棒和蘸有浓盐酸的玻璃棒不接触就能放出白烟？小魔术：氨遇到氯化氢迅速生成氯化铵晶体。NH3+HCl=NH4Cl【思考】将浓盐酸换成浓硝酸、浓硫酸分别做上述实验，能观察到大量白烟吗？第25页,共48页，2024年2月25日，星期天(2)氨与酸的反应NH3＋HCl==NH4Cl化合反应2NH3+H2SO4==(NH4)2SO4化合反应NH3+HNO3==NH4NO3化合反应白烟挥发性酸（HCl、HNO3等）遇氨气均有白烟生成；难挥发性酸H2SO4、H3PO4无此现象。2NH3+H2O+CO2

＝(NH4)2CO3NH3+H2O+CO2

＝NH4HCO3第26页,共48页，2024年2月25日，星期天③氨水与盐溶液的反应3NH3·H2O+FeCl3

＝3NH4Cl+Fe(OH)3↓6NH3·H2O+Al2(SO4)3＝3(NH4)2SO4+2Al(OH)3↓Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+讨论从氮元素的化合价考虑，氨还有哪些性质？第27页,共48页，2024年2月25日，星期天4NH3+5O2

==

4NO+6H2O催化剂△(3)氨的还原性-与氧气的反应（氨的催化氧化，工业制硝酸的基础）第28页,共48页，2024年2月25日，星期天NH3硝酸铵盐纯碱有机合成工业原料用稀氨水治疗蚊虫叮咬消除二氧化氮的污染吸收硫酸生产中的二氧化硫致冷剂3、氨的用途第29页,共48页，2024年2月25日，星期天①铵盐不稳定，受热易分解（2）化学性质：NH4Cl＝NH3↑＋HCl

↑NH4HCO3＝NH3↑＋H2O↑

+CO2

↑四、铵盐（1）物理性质：铵盐均溶于水，为白色固体——由铵根离子(NH4+)和酸根离子构成的化合物注意：并不是所有的铵盐都能受热得到氨气，如NH4NO3。第30页,共48页，2024年2月25日，星期天②铵盐与碱反应

NH4NO3+NaOH

=NaNO3+NH3+H2O△a.实验室用来制NH3

2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O+2NH3↑△

b.用于NH4+的检验：加热时，能与碱液反应产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体的物质一定是铵盐NH4＋+OH－

NH3↑+H2O应用：第31页,共48页，2024年2月25日，星期天五.NH3的制备1、工业制法2、实验室制法实验室用铵盐（NH4Cl）与消石灰混合加热来制取氨气。第32页,共48页，2024年2月25日，星期天（3）装置：固+固加热型（4）收集：向下排空气法（5）验满：(与氧气的制取装置相同)（1）药品：氯化铵晶体、消石灰固体（2）原理：氨的实验室制法将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，如果试纸变蓝，说明氨气已集满。蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，如果有白烟生成，说明氨气已集满。2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑△注意：收集时在容器口要塞一团棉花(减少扩散)第33页,共48页，2024年2月25日，星期天(6)干燥装置选择酸性干燥剂（如浓硫酸和P2O5）不宜不宜，因为CaCl2会吸收NH3

（CaCl2+8NH3=CaCl2。8NH3）选择无水CaCl2应当选择：CaO、碱石灰等碱性干燥剂第34页,共48页，2024年2月25日，星期天（7）尾气吸收：此套装置可否用于氨气的尾气吸收？为什么？第35页,共48页，2024年2月25日，星期天

溶解度不大的气体（CI2、H2S、CO2）——可用装置A

易溶于水的气体（HCI、HBr、NH3）—用装置B、C、D。

第36页,共48页，2024年2月25日，星期天1、制氨气时所用的铵盐可否是硝铵、碳铵（NH4HCO3）？而消石灰又可否用NaOH、KOH代替？①因为加热时NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而NH4HCO3受热易分解产生CO2，使产物不纯。均不能②a.NaOH、KOH具有吸湿性，易结块；b.强碱具有强腐蚀性。五.NH3的制备第37页,共48页，2024年2月25日，星期天除了利用上述方法之外，实验室有无其他简单可行的方法来制得氨气？浓氨水方法二：加热浓氨水制氨气NH3·H2O==NH3↑+H2O第38页,共48页，2024年2月25日，星期天←浓氨水←固体CaO思考：有什么现象？为什么有此现象？方法三1、吸收水分，减少溶剂。2、增加OH-的浓度。3、放出热量，升高温度。第39页,共48页，2024年2月25日，星期天自然界中氮的循环第40页,共48页，2024年2月25日，星期天固氮途径有以下三种：大气固氮、生物固氮、工业固氮氮的固定

第41页,共48页，2024年2月25日，星期天1.下列关于氨性质的叙述中正确的是（）

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，氨失去电子被氧化小试牛刀B第42页,共48页，2024年2月25日，星期天若实验室只有单孔塞，能否用上述装置进行喷泉实验？如能，应如何引发喷泉？想一想？第43页,共48页，2024年2月25日，星期天

3.、在氨的喷泉实验中，若烧瓶被水完全充满，烧瓶内溶液的物质的量浓度是多少？（假设实验是在标准状况下进行）氨气体积设为VL注意：氨水中溶质是NH3，不是NH3·H2O；氨气物质的量为(V/22.4)mol氨水溶液体积也是VL氨水的物质的量浓度为:C=(V/22.4)/V=0.045mol/L

氨水浓度越大，密度越小。第44页,共48页，2024年2月25日，星期天N2NH3O2NOO2NO2H2OHNO3思考与交流：氨经一系列反应可以得到硝酸,如下图所示试指出上述变化中氮元素化合价的变化，并完成各步反应方程式。氨催化氧化是工业制硝酸的基础

2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO