5.2氮及其化合物 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第二节 氮及其化合物 氨—NH3 第五章 高一 化学 1 学习目标 2 1 本节重、难点 氨分子的电子式和结构式 氨气的物理性质 3 本节重、难点 氨气的化学性质 4 氨气的用途 ‹#› 知识导航 工业合成氨 同学们阅读第12页科学史话，讲一讲哈伯工业合成氨的发展对人类历史的影响。 合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。 弗里茨·哈伯 ‹#› 新课导入 电子式： 结构式： 氨分子的空间结构： 分子形状：三角锥形 分子极性：极性分子 ‹#› 知识梳理 氨是无色、有刺激性气味的气体，密度比空气的小。 氨气 氨很容易液化，液化时放热。 液氨汽化时要吸收大量的热，使周围温度急剧降低。 液氨 因此，液氨可用作制冷剂 2、氨气的物理性质 极易溶于水（1体积水溶解约700体积的氨气 1：700）。 【启发并实验】 氨极易溶解于水，用什么实验可以证明这一性质呢？ ‹#› 如图5-11所示，在干燥的圆底烧瓶里充满NH3， 用带有玻璃管和胶头滴管（预先吸入水）的橡胶塞塞紧瓶口，倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水的烧杯中（预先在水里滴入少量酚酞溶液）， 打开弹簧夹，挤压胶头滴管，使水进入烧瓶， 观察并描述现象，分析出现这些现象的可能原因。 【实验5-6】喷泉实验 ‹#› 【实验5-6】喷泉实验 ‹#› （2）溶液为什么变为红色？ （3）实验成败的关键是什么？ （1）氨为什么会形成喷泉（该实验的原理）？ 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。 氨气溶于水溶液显碱性。 氨极易溶于水（1:700），使烧瓶内外形成较大的压强差； 现象：烧杯中的酚酞溶液由玻璃管进入烧瓶，形成红色喷泉。 实验操作：打开止水夹，挤出胶头滴管中的水。 【实验5-6】喷泉实验 结论：氨极易溶于水，且与水反应生成碱性物质 NH3+H2O NH3·H2O NH4+ + OH- 弱碱 ‹#› 8 若不用胶头滴管，用热毛巾捂住烧瓶，能否产生喷泉？ 可以 打开止水夹,用热毛巾将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，排走导管中的空气并溶于水，使烧瓶内气压减少，产生喷泉。 实验拓展 ‹#› 如何引发喷泉: C装置： 开止水夹，通过具体操作使下方锥形瓶内压强增大 → 下部液体被挤进上方（圆底烧瓶通大气）形成喷泉 C 实验拓展 上方通大气 具体物料 (产气体) 常见产生气体的组合 CaCO3+HCl； Zn + H2SO4； H2O2 + MnO2； Al + NaOH 等等。 ‹#› 除了极易溶于水的NH3可以做喷泉实验， 还有什么其他气体与溶液组合可以形成喷泉？ 喷泉是一种常见的自然现象，其产生的原因是存在压强差。 【实验5-6】喷泉实验 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、 H2S、SO2 NO2+O2 吸收剂 水或NaOH 溶液 水或 盐酸 NaOH溶液 水 ‹#› 【例2】如图装置中，干燥烧瓶中盛满某种气体， 烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头， 下列与实验事实不相符的是（　　） A．若a为CO2，b为NaOH溶液，可出现无色喷泉 B．若a为HCl，b为AgNO3溶液，可出现白色喷泉 C．若a为NO，b为NaOH溶液，可出现无色喷泉 D．若a为NH3，b为水（预先滴入少量酚酞溶液），可出现红色喷泉 C ‹#› 课堂练习 【例3】利用如图装置可以验证NH3和HCl 的有关性质。下列有关说法不正确的是（　　） A．关闭活塞 c，打开活塞 a、b，挤压胶头滴管，Ⅱ 中产生喷泉 B．关闭活塞 a，打开活塞 b、c，用热毛巾敷热烧瓶 I，I 中产生喷泉 C．关闭活塞 b，打开活塞 a、c，用热毛巾敷热烧瓶 II，一段时间后， 打开活塞 b，I、II 中均产生喷泉 D．关闭活塞 b，打开活塞 a、c，用热毛巾敷热烧瓶 II，I 中会产生白雾 D ‹#› 课堂练习 3.氨的化学性质 (1)与水反应 NH3+H2O NH3·H2O【一水合氨】 a.氨水显弱碱性 NH3·H2O NH4++OH- b.氨水中的微观粒子 NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH- 分子：NH3、H2O、NH3·H2O 离子：NH4+、OH– 、H+ 等 能使酚酞溶液变红, 或使红色石蕊试纸变蓝。 ‹#› 3.氨的化学性质 (1)与水反应 NH3·H2O == NH3↑+ H2O NH3+H2O NH3·H2O【一水合氨】 c.易挥发、易分解，受热放出氨气 d. 氨水的密度 小于1g/cm3，氨水浓度越大，密度越小 【注意！！氨水是水溶液、液氨是纯净的液态氨】 因易挥发和分解，故需密封保存，置于阴凉处 ‹#› 【例5】下列有关氨水和氯水的说法正确的是（ ） A．含有的微粒种类相同 B．敞口放置后溶液的pH均可能减小 C．都能与SO2发生氧化还原反应 D．均具有强氧化性和挥发性 B ‹#› 课堂练习 3.氨的化学性质 (2)与酸反应 实验 取两支玻璃棒，分别蘸取 浓氨水 和 浓硝酸（或浓盐酸），靠近，观察现象。 沾有浓盐酸和浓氨水的玻璃棒靠近会产生大量白烟 ‹#› 3.氨的化学性质 (2)与酸反应 NH3+HCl = NH4Cl（冒白烟） 2NH3+H2SO4 = (NH4)2SO4（不冒白烟） NH3+HNO3 = NH4NO3（冒白烟） 氨遇挥发性酸 (HCl、HNO3)，会冒白烟。 常用来检验NH3（氨水）或HCl（浓盐酸） 氨气能与硫酸反应，但硫酸是难挥发性酸，不冒白烟。 不能用浓硫酸干燥氨气 ‹#› 3.氨的化学性质 (3) 还原性 —— -3价N ①与O2反应 a.氨的催化氧化 4NH3+5O2 ==== 4NO+6H2O 催化剂 △ 工业上制取硝酸的原理 ‹#› 3.氨的化学性质 (3) 还原性 —— -3价N ①与O2反应 a.氨的催化氧化 4NH3+5O2 ==== 4NO+6H2O 催化剂 △ b.无催化剂时，氨也能在纯氧中安静地燃烧 4NH3+3O2 == 2N2+6H2O 点燃 空气中无法点燃 ‹#› 3.氨的化学性质 (3) 还原性 —— -3价N [练习] a. Cl2可以与NH3反应，生成一种单质和一种盐，写出反应式。 b. 研究发现，NH3在加热时也可实现CuO的还原，产物为两种单质和水，写出反应式。 2NH3+3CuO == N2+ 3Cu + 3H2O b.与CuO反应 【本页不要求背记， 应能推理得出】 ②与其他氧化剂反应？ 8NH3+3Cl2 == N2+6NH4Cl a.Cl2与过量NH3 检验氯气管道是否泄漏 ‹#› 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 2NH3+H2O+SO2===(NH4)2SO3 NH3+H2O+SO2===NH4HSO3 4、氨气的用途和保存 ‹#› 【例6】下列关于氨气的叙述中，正确是___________。 ①氨溶于水所得溶液中，除了水分子外，数目最多的微粒是 NH3·H2O ②用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近HCl、H2SO4时，均有白烟 ③氨气能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ④NH3通入MgCl2溶液中，产生白色沉淀 ⑤侯氏制碱法里，先通CO2，再通NH3 ⑥往溶液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，则原溶液一定有Al3+ ⑦氨的催化氧化是一种特殊的固氮方式 ①④ ‹#› 课堂练习 1、什么是铵盐 概念： 绝大多数铵盐是( ) 或( )晶体, 都( )于水。 白色 无色 易溶 氯化铵 铵盐是NH4+和酸根离子组成的化合物。 ‹#› 2、常见铵盐 氯化铵【NH4Cl，俗称氯铵】； 铵盐属于铵态氮肥。 常用氮肥有铵态氮肥和尿素【CO(NH2)2 】 硫酸铵【(NH4)2SO4 ，俗称硫铵，又称肥粉】 硝酸铵【NH4NO3，俗称硝铵、炸药】 碳酸氢铵【NH4HCO3，俗称碳铵】 ‹#› 3、铵盐的化学性质 ① 受热易分解 NH4Cl NH3 ↑ + HCl ↑ △ NH4HCO3 NH3 ↑ + CO2↑ + H2O ↑ △ (NH4)2CO3 2NH3 ↑ + CO2↑ + H2O ↑ △ ‹#› （1）不稳定性，受热分解 NH3 + HCl = NH4Cl 管底分解成气体 NH4Cl == NH3↑ + HCl ↑ 管口又形成白色固体 3.铵盐的化学性质 【探究实验】取少量氯化铵晶体，放入试管中，在酒精灯 火焰上微热，观察发生的现象。 △ 注意：反应条件不同，不互为可逆！ ‹#› （1）不稳定性，受热分解 NH4HCO3== NH3↑+ CO2↑+ H2O △ △ (NH4)2CO3 == 2NH3↑+ CO2↑+ H2O ① NH4Cl 和 NH4HCO3、 (NH4)2CO3 —— 热分解 非氧化还原 NH4Cl == NH3↑ + HCl ↑ △ 3、铵盐的化学性质 NH4NO3 N2O +2H2O 2NH4NO3 ==== 2N2↑＋O2↑＋4H2O 高温或 猛烈撞击 硝酸铵受热分解生成的是氮气而不是氨气 ② NH4NO3 和 (NH4)2SO4 —— 加热分解会有氧化还原过程 ‹#› （2）铵盐与碱的反应： 2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3 △ 铵态氮肥不能和碱性物质混合施用的原因 （1）铵盐溶液与碱液混合，不加热： （2）铵盐溶液与碱液混合，加热： 3、铵盐的化学性质 ‹#› 1.下列不属于铵盐的共同性质是( ) A、加热时一定有氨气生成 B、与碱共热时都产生氨气 C、都是晶体 D、易溶于水 A 解析：NH4NO3在400 ℃以上分解生成N2、NO2和H2O ‹#› 课堂练习 【实验5-7】 向盛有少量NH4CI溶液、NH4NO3溶液和（NH4）2SO4溶液的三支试管中分别加入NaOH溶液并加热（注意通风），用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口。 观察现象，分析现象产生的原因，写出反应的离子方程式。 ‹#› NH4Cl+NaOH====NaCl+NH3↑+H2O 加热 （NH4)2SO4+2NaOH====Na2SO4+2NH3↑+2H2O 加热 NH4NO3+NaOH====NaNO3+NH3↑+H2O 加热 反应的方程式： 实验现象：红色石蕊试纸变红。 实验结论：说明反应中有碱性气体产生。 在实验室中，常利用铵盐与强碱反应产生氨这一性质来检验铵根离子的存在和制取氨。 NH4++OH- NH3 +H2O △ 【实验5-7】 ‹#› 4、铵根离子的检验： 根据上述实验，设计一个检验某白色固体是否为铵盐或者未知溶液中是否含有铵根离子的实验方案。 （1）检验某白色固体是否为铵盐的方法 ①少许样品和碱混合于试管中加热，将湿润的紫色石蕊试纸靠近试管口，若试纸变蓝色，则证明样品中含铵盐(NH4＋)。 ②取少许样品和碱混合于试管中共热，用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验产生的气体，若有白烟产生，则证明样品中含铵盐(NH4＋)。 ‹#› （2）检验无色溶液中是否存在NH4＋的方法： 将待测物取出少量置于试管中，加入NaOH溶液后，加热，用湿润的红色石蕊试纸在管口检验，若试纸变蓝色，则证明待检物中含铵盐(NH4＋)。 样品 强碱 △ 气体 湿润 红色石蕊 蓝色 4、铵根离子的检验： ‹#› 2.只用一种试剂，就可区别NH4Cl 、 (NH4)2SO4 、KCl Na2SO4 、 AlCl3 五种 无色溶液，这种试剂是( ) A、NaOH溶液 B、AgNO3溶液 C、BaCl2溶液 D、Ba(OH)2溶液 D A．NaOH溶液溶液和NH4Cl 、 (NH4)2SO4 反应都产生氨气，无法鉴别；和KCl Na2SO4 、不反应，无法鉴别； B．AgNO3溶液和NH4Cl 、 (NH42SO4 、KCl、Na2SO4 、AlCl3均有白色沉淀，无法鉴别； C．BaCl2溶液和(NH4)2SO4、Na2SO4反应都生成白色沉淀；和NH4Cl 、KCl 、AlCl3不反应，不可鉴别； D．Ba (OH)2溶液和NH4Cl有氨气产生;和(NH4)2SO4有气体和沉淀;和KCl无现象;和Na2SO4有沉淀、和AlCl3四先产生沉淀，沉淀再溶液，现象不同，可以鉴别； ‹#› 课堂练习 下课 ~ 记得复习和做作业 ~ x264 0.128.2216+688+32 a17ff54 tMod [8-bit@4:2:0 X86] Lavf58.12.100 x264 0.128.2216+688+32 a17ff54 tMod [8-bit@4:2:0 X86] $$