专题7 第2单元 第1课时 氨气-【金版教程】2024-2025学年高中化学必修第二册创新导学案word（苏教版2019）

第二单元　重要的含氮化工原料 第一课时　氨气 　1．知道NH3的物理性质。2．理解氨水显碱性的原因。3．能运用化学变化的规律说明氨气的化学性质。 氨气的性质 1．物理性质 颜色 气味 状态 水溶性 密度 沸点 无色 刺激性气味 气体 极易溶于水，常温常压下1体积水大约可溶解700体积氨气 比空气小 沸点低，易液化 2．化学性质 (1)氨与水反应 氨气溶于水形成的水溶液称为氨水。大部分氨分子能与水发生反应，生成一水合氨(NH3·H2O)：NH3＋H2ONH3·H2O，一水合氨可部分电离：NH3·H2ONH＋OH－，因此氨水显弱碱性。 (2)氨与酸反应 ①与HCl反应，化学方程式为NH3＋HCl===NH4Cl。 ②与H2SO4反应，化学方程式为2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4。 (3)氨的还原性 氨中氮元素的化合价是－3，是氮元素的最低价态，因此，氨具有还原性，氨的催化氧化热化学方程式为4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(l)__ΔH＝－904__kJ·mol－1。 3．用途 (1)应用于氮肥工业和硝酸工业。 (2)液态氨在工业上常用作制冷剂。 　判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)氨气与氯化氢气体相遇会形成白色烟雾。(　　) (2)氨的喷泉实验体现了氨的溶解性和氧化性。(　　) (3)将氨气转化为固态铵盐，这属于人工固氮。(　　) (4)液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂。(　　) (5)1 mol·L－1的氨水中c(NH3·H2O)为1 mol·L－1。(　　) (6)用碱石灰或NaOH固体均可干燥氨气。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√ 氨水又称阿摩尼亚水，是氨的水溶液，在农业上可用作化肥，在实验室里是一种常用的试剂。氨水易挥发，盐酸、硝酸也易挥发。蘸有浓硝酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近有白烟产生。 [问题探究] 1．氨水中有哪些微粒？ 提示：NH3、H2O、NH3·H2O、NH、OH－、H＋(极少)。 2．产生白烟的原因是什么？结合化学方程式说明。将浓硝酸替换为浓硫酸是否也有该现象？ 提示：NH3＋HNO3===NH4NO3，NH4NO3为白色固体。因浓硫酸难挥发，因此将浓硝酸替换为浓硫酸不会出现该现象。 3．管道工人用浓氨水检查氯气管道是否泄漏，如果某处漏气会产生白烟，原理是什么？(已知2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl) 提示：若氯气管道漏气，发生反应：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl、NH3＋HCl===NH4Cl，产生的白烟是NH4Cl固体。 知识点一　氨气的性质 1．液氨、氨水与一水合氨的比较 液氨 氨水 一水合氨 类别 纯净物(非电解质) 混合物(既不是电解质，也不是非电解质) 纯净物(电解质) 物质成分 NH3分子 NH3、H2O、NH3·H2O、NH、OH－、H＋(极少) NH3·H2O 主要性质 ①具有还原性； ②不具有碱性 具有各成分的性质 ①一元弱碱，具有碱的通性，可与酸反应，例如NH3·H2O＋HCl===NH4Cl＋H2O； ②不稳定性：NH3·H2ONH3↑＋H2O 联系 氨的水溶液叫氨水，氨水中含有NH3、NH3·H2O [注意]　(1)NH3是中学化学中唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此性质检验NH3。 (2)氨水浓度越大，密度越小。 2．氨与酸的反应 (1)将分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒接近时产生大量白烟，这是因为氨水中挥发出的NH3与盐酸中挥发出的HCl化合生成了NH4Cl小颗粒。 (2)氨也可以和其他酸反应生成相应的铵盐，与浓硝酸等挥发性酸相遇会产生白烟，与浓硫酸等难挥发性酸不会产生白烟。 (3)氨可与浓硫酸反应，故不可用浓硫酸干燥氨气。 1．下列关于氨水的叙述正确的是(　　) A．氨水显碱性，是因为氨水是一种弱碱 B．氨水和液氨成分相同 C．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3(除水外) D．1 mol·L－1的氨水指在1 L溶液中含NH3、NH3·H2O、NH物质的量之和为1 mol 答案：D 解析：NH3·H2O是一种弱碱，在水中发生部分电离使溶液呈碱性，A错误；氨水中共含有六种粒子，分别是H2O、NH3、NH3·H2O、NH、OH－和少量的H＋，是一种混合物，液氨是纯净物，B错误；溶于水的氨气大部分与水反应生成NH3·H2O，所以除水外，物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O，C错误。 2．如图所示，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是(　　) 选项 实验现象 解释 A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与浓盐酸挥发出的HCl反应产生了NH4Cl固体 B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不能发生反应 C 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是AlCl3溶液 D 干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱 答案：A 解析：浓硫酸可以与氨气发生反应，B错误；与氨气反应产生白色沉淀的不一定是氯化铝溶液，还可能是氯化镁等，C错误；氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，是由于NH3与水反应生成的NH3·H2O显碱性，但NH3不是碱，D错误。 知识点二　喷泉实验 1．喷泉实验(实验装置如图) 实验操作及现象：打开橡皮管上的止水夹，挤压胶头滴管，形成喷泉，且烧瓶内液体呈红色。 实验结论：氨气极易溶于水，且与水反应生成了使溶液显碱性的物质。 2．喷泉实验的原理 喷泉产生的本质原因是烧瓶内外形成压强差，由于烧瓶内气体的压强小于烧瓶外的压强，故液体被压入烧瓶内形成喷泉。产生压强差的方法有：①减小烧瓶内压强，如液体将气体吸收或与气体反应等；②增大烧瓶外压强。 3．常见装置图 (1)图甲装置形成“喷泉”是因为烧瓶内气体极易溶于烧杯和滴管中的液体(或与液体反应)，使烧瓶内的压强突然减小而产生压强差形成“喷泉”。 几种常见情况： 气体 HCl NH3 CO2、H2S、SO2、Cl2 NO、O2(4∶3)或NO2、O2(4∶1) 吸收剂 水、NaOH溶液 水、盐酸 NaOH溶液 H2O (2)图乙装置形成“喷泉”可采用使烧瓶受热的方法，瓶内气体受热膨胀，打开止水夹，气体与液体接触而溶解(或反应)，使烧瓶内压强减小产生压强差而形成“喷泉”。 (3)图丙装置下部锥形瓶中的物质相互反应产生气体，使锥形瓶内气体压强增大，从而产生压强差，将液体从锥形瓶中压入烧瓶中形成“喷泉”。 4．喷泉实验成功的关键 如图所示，首先烧瓶内外压强差要足够大，其次还要注意以下几个方面： (1)盛气体的烧瓶必须干燥。 (2)气体要充满烧瓶。 (3)烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置气密性)。 3．如图是实验室进行氨溶于水的喷泉实验装置，下列叙述不正确的是(　　) A．该实验说明氨气是一种极易溶于水的气体 B．进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色，说明氨水呈碱性 C．形成喷泉的原因是氨气溶于水后，烧瓶内的气压小于大气压 D．用氯气代替氨气，利用此装置也可进行喷泉实验 答案：D 解析：D项，Cl2在水中的溶解度较小，不能用于做喷泉实验。 4．如图所示装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和胶头滴管内盛放某种溶液。挤压胶头滴管的胶头，打开止水夹，产生喷泉现象。下列组合与实验事实相符的是(　　) A．CO2(浓NaOH溶液)：无色喷泉 B．NH3(H2O含石蕊)：红色喷泉 C．SO2(浓NaOH溶液)：红色喷泉 D．HCl(H2O含酚酞)：蓝色喷泉 答案：A 本课总结 自我反思：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 随堂提升 1．下列现象不能用于检验氨气的是(　　) A．气体遇浓盐酸产生白烟 B．气体使湿润的蓝色石蕊试纸变红 C．气体通入酚酞溶液中变红 D．气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝 答案：B 2．氨水显弱碱性的主要原因是(　　) A．氨水是弱电解质 B．溶于水的氨气分子只有少量电离 C．氨水中的NH3·H2O电离出少量的OH－ D．氨气本身的碱性弱 答案：C 3．某同学依照“喷泉”实验的原理，在实验室中做了一个“喷烟”实验，如图所示。他在甲、乙两个烧瓶中分别充入X、Y两种无色气体，胶头滴管中吸有含酚酞的NaOH溶液，实验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶内，然后打开止水夹，便可看到甲烧瓶中的导管口喷出白色的烟，同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅。若已知X、Y是HCl、NH3、Cl2、O2、CO2、H2、NO七种气体中的两种，则下列判断中正确的是(　　) A．X是NH3，Y是HCl B．X是Cl2，Y是H2 C．X是CO2，Y是O2 D．X是NO，Y是O2 答案：A 解析：X必须是一种易溶于NaOH溶液的气体，或能与NaOH溶液反应的气体，才能使甲烧瓶内气压减小，导致乙中的气体进入甲，可排除D；乙中的气体进入甲后反应产生白烟，因Cl2与H2在光照条件下能反应且无白烟产生，CO2与O2不反应，可排除B、C。 4．用Pt­Rh合金催化氧化NH3制NO，其反应的微观模型如图甲，含氮生成物产率随反应温度的变化曲线如图乙。下列说法正确的是(　　) A．氨分子的电子式为 B．400 ℃时，生成的产物只有N2、NO C．Pt­Rh合金催化氧化NH3制NO，适宜的温度为400 ℃ D．800 ℃以上，可能发生反应：2NO(g)O2(g)＋N2(g) 答案：D 解析：NH3的电子式中N原子应满足8电子结构，A错误；400 ℃时，生成的产物有N2、NO和H2O，B错误；根据图乙，Pt­Rh合金催化氧化NH3制NO，适宜温度为800 ℃，C错误；800 ℃以上，NO产率降低，N2产率有所上升，故可能发生反应：2NO(g)O2(g)＋N2(g)，D正确。 5．如图是某学习小组设计的利用氨气进行喷泉实验的装置示意图。 请回答下列问题： (1)学生甲用装置A进行喷泉实验，上部烧瓶已充满干燥的氨气，引发喷泉的操作是__________________________________________________________。 (2)学生乙将装置A误装为装置B，但经与同学讨论后，认为也可引发喷泉。请说明用该装置引发喷泉的方法与原理：_________________________________________________________ ___________________________________________________________________________。 答案：(1)打开止水夹，挤出胶头滴管中的水(合理即可) (2)打开止水夹，用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，使氨气与酚酞溶液接触，即产生喷泉(合理即可) 课时分层练 题号 1 2 3 4 5 6 7 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★ 对点 NH3的性质、喷泉实验原理 NH3的性质 氨水的性质 新制氨水和氯水的比较 NH3的性质 NH3的化学性质 氨气与氯气反应的实验探究 题号 8 9 10 11 12 13 难度 ★ ★★ ★★ ★★★ ★★ ★★★ 对点 喷泉实验的原理及应用 NH3的性质和用途 混合物成分的检验 喷泉实验的相关计算 NH3性质的验证实验 物质的性质及转化关系 [学习·理解] 1．关于氨的喷泉实验形成的原理解释正确的是(　　) A．氨水呈碱性 B．氨气极易溶于水，烧瓶内外形成压强差 C．氨气易液化 D．氨气溶于水后形成的溶液易挥发 答案：B 2．下列有关氨的叙述中，不正确的是(　　) A．氨气极易溶于水，可以用来做喷泉实验 B．氨水的密度比水小，且浓度越大，其密度越小 C．蘸有浓氨水的玻璃棒和蘸有浓硫酸的玻璃棒相靠近，两玻璃棒之间会产生大量的白烟 D．氨水可作为氮肥使用 答案：C 解析：浓硫酸不是挥发性酸，遇浓氨水不能产生白烟，C不正确。 3．我国清代《本草纲目拾遗》中记载药物“鼻冲水”，写道：“贮以玻璃瓶，紧塞其口，勿使泄气，则药力不减，气甚辛烈，触人脑，非有病不可嗅……虚弱者忌之，宜外用，勿服……”这里的“鼻冲水”是指(　　) A．氨水 B．氢氟酸 C．醋 D．稀硫酸 答案：A 解析：题给四种物质，氨水符合“鼻冲水”的性质，具有刺激性气味，储存于玻璃瓶中，是易挥发、有毒的物质。 4．氨溶于水得到氨水，氯气溶于水得到氯水。下列关于新制的氨水、氯水的描述中正确的是(　　) A．“两水”都是混合物，溶液中含有的粒子种类、数目相同 B．“两水”都有刺激性气味，都能漂白有机色素 C．“两水”中都存在可逆反应 D．“两水”均为弱电解质 答案：C 解析：A项，氯水中含Cl2、H2O、HClO、H＋、Cl－、ClO－、OH－7种粒子，氨水中含NH3·H2O、H2O、NH3、NH、OH－、H＋6种粒子；B项，氨水无漂白性；D项，“两水”均为混合物，不属于电解质。 5．如图是NH3的两个性质实验，下列有关说法中正确的是(　　) A．两个实验均表现了NH3极易溶于水 B．两个实验均表现了氨水易挥发 C．两个实验均表现了NH3是碱性气体 D．两个实验均表现了NH3具有还原性 答案：C 解析：题中喷泉实验能说明氨气极易溶于水，氨气是碱性气体；“白烟”实验能说明氨水易挥发和氨气是碱性气体。 6．下列反应中，说明氨有还原性和碱性的是(　　) A．NH3＋H2ONH3·H2O B．8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2 C．4NH3＋6NO5N2＋6H2O D．NH3＋HCl===NH4Cl 答案：B 7．实验小组同学探究NH3与Cl2的反应，装置如图所示。常温常压下，将氨收集在薄膜保鲜袋(无弹性)中，氯气收集在反应管中，关闭K，按图连接好装置；将氨压入反应管，充分反应后打开K，下列说法错误的是(　　) A．反应开始后，保鲜袋逐渐被吸入反应管 B．反应过程中，反应管中产生白烟 C．打开K后，水会倒吸入反应管 D．上述反应原理可用于检验输送氯气的管道是否泄漏 答案：C 解析：NH3与Cl2混合后，发生反应8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2，40 mL NH3与15 mL Cl2刚好完全反应，此时气体由55 mL变为5 mL，反应管内气体压强减小，导致保鲜袋逐渐被吸入反应管，最终反应管内气体的压强等于大气压强，故打开K后，水不会倒吸入反应管，C错误。 [应用·实践] 8．如图所示，烧瓶中充满a气体，滴管和烧杯中盛放足量b液体，将滴管中液体挤入烧瓶，打开止水夹f，能形成喷泉的是(　　) ①a是Cl2，b是饱和NaOH溶液 ②a是NO，b是H2O ③a是CO2，b是饱和NaHCO3溶液　 ④a是HCl，b是AgNO3溶液 A．①② B．②③ C．①③ D．①④ 答案：D 解析：②NO微溶于水，与水不反应，压强几乎不变，不能形成喷泉；③CO2在饱和NaHCO3溶液中的溶解度很小，也不与其反应，不能形成喷泉。 9．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法正确的是(　　) A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥 B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解 C．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应 D．图中所涉及的盐类物质均可以与Ca(OH)2发生反应 答案：C 解析：NaHCO3是小苏打，不用作化肥，A错误；Na2CO3受热不易分解，B错误；图中涉及的盐类NaCl与Ca(OH)2不反应，D错误。 10．某无色混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种，将100 mL气体甲经过如图所示实验的处理，结果得到酸性溶液，且几乎无气体剩余，则气体甲的组成为(　　) A．NH3、NO2、N2 B．NH3、NO、CO2 C．NH3、NO2、CO2 D．NO、CO2、N2 答案：B 解析：该混合气体无色，证明无NO2；通过浓硫酸，气体体积减小，说明有NH3；剩余气体通过Na2O2，气体变为红棕色，证明气体中含有CO2和NO；通入水中气体几乎无剩余，证明无N2。 11．标准状况下，三个干燥的烧瓶内分别充满干燥纯净的NH3、含一半空气的氯化氢气体、NO2和O2体积比为2∶1的混合气体。分别做喷泉实验后，三个烧瓶中所得溶液中溶质的物质的量浓度之比为(　　) A．2∶1∶2 B．5∶5∶4 C．1∶1∶1 D．无法确定 答案：B 解析：设烧瓶体积为V L。 (1)氨气做喷泉实验，水充满烧瓶，V气体＝V溶液，则c＝ mol·L－1＝ mol·L－1。 (2)含有一半空气的HCl气体做完喷泉实验后，V气体＝V溶液＝ L，n(HCl)＝ mol，则c＝ mol·L－1。 (3)V(NO2)∶V(O2)＝2∶1时，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，O2过量V L，溶液的体积等于V L，n(HNO3)＝ mol，c(HNO3)＝ mol·L－1。 故三个烧瓶中所得溶液中溶质的物质的量浓度之比为 mol·L－1∶ mol·L－1∶ mol·L－1＝5∶5∶4。 12．某课外活动小组在实验室用如图装置快速制取氨气并验证氨气的某些性质，同时收集少量纯净的氮气。 请回答下列问题： (1)写出装置B中发生反应的化学方程式：___________________________________________ ___________________________。 (2)本实验进行一段时间后，观察到加热硬质玻璃管，黑色氧化铜粉末变为红色，盛无水硫酸铜的干燥管内出现蓝色，并且在最后出气的导管口收集到纯净、干燥的氮气。根据这些现象，写出在硬质玻璃管内发生反应的化学方程式：__________________________________，该反应说明氨气具有________。 A．碱性 B．还原性 C．氧化性 D．不稳定性 (3)洗气瓶中盛浓硫酸的主要作用是________________________________________________。 (4)在最后出气的导管口收集干燥、纯净的氮气，收集方法是________。 A．排空气法　B．排水法　C．用气囊收集 (5)装置E的作用是______________________________________________；装置F的作用是____________________。 答案：(1)CaO＋H2O===Ca(OH)2、NH3·H2ONH3↑＋H2O (2)3CuO＋2NH33Cu＋3H2O＋N2　B (3)吸收氨气，防止污染空气并防止空气中的水蒸气进入F (4)C (5)吸收NH3中的水蒸气，避免影响后续实验　验证反应生成了水 解析：(4)要收集干燥的N2，不能用排水法，由于N2的密度与空气的密度相差不大，用排空气法收集到的N2纯度不高，故应用气囊收集。 [创新·提高] 13．Ⅰ．某学生课外活动小组利用如图所示装置分别做如下实验： (1)在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是________________溶液，加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是______________________ ____________________________________________________。 (2)在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是______________________________溶液，加热时溶液由无色变为红色的原因是______________________________________________。 Ⅱ．A、B、C、D均为中学所学的常见物质且均含有同一种元素，它们之间的转化关系如下所示(反应条件及其他物质已经略去)： ABCD (3)若A、D的水溶液均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，且D是强酸，则A、D分别为(填写化学式)A________，D________。写出A→B转化的化学方程式：____________________________________。 (4)若A的水溶液能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，D的稀溶液能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，则A为________，写出A→B转化的化学方程式：______________________________。 答案：Ⅰ．(1)稀氨水和酚酞　加热时NH3·H2O分解，NH3逸出，溶液中OH－浓度降低 (2)溶有SO2气体的品红　SO2气体逸出，品红溶液恢复红色 Ⅱ．(3)H2S　H2SO4　2H2S＋3O22SO2＋2H2O (4)NH3　4NH3＋5O24NO＋6H2O 解析：Ⅰ．气体的溶解度随温度的升高而减小。温度升高，NH3逸出，酚酞溶液颜色变浅，由于NH3极易溶于水，冷却后NH3重新溶于水，又恢复红色。同理，SO2溶于品红溶液，可使品红褪色，SO2逸出后，品红又恢复红色，冷却后SO2又重新与品红化合成无色物质，溶液又褪色。 Ⅱ．能被连续氧化的物质有H2S(S)→SO2→SO3，NH3(N2)→NO→NO2，C→CO→CO2，Na→Na2O→Na2O2等。 12 学科网（北京）股份有限公司 $$