第3章 第3节 第2课时 氨的转化与生成-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第一册五维课堂同步Word教案（鲁科版2019）

第2课时　氨的转化与生成 学业水平目标 学科核心素养 1.能列举、描述、辨识氨气、铵盐的重要物理性质、化学性质及实验现象 2.理解喷泉实验的原理 3.利用铵盐的性质设计氨气的实验室制法 4.能够利用NH的性质设计NH的检验 利用喷泉实验的设计和氨气实验室制法实验，培养学生科学探究与创新意识 [知识梳理] 1．从氨气到其他含氮化合物的转化 (1)NH3的物理性质 (2)NH3的用途 ①作制冷剂：氨易液化。液氨气化时需要　吸收　大量的热。 ②氮肥工业和硝酸工业的重要原料 (3)NH3的化学性质 (4)氨水的性质 2．从氮气和其他含氮化合物到氨气的转化 (1)N2―→NH3 (2)NH―→NH3 ①铵盐的化学性质 不稳定性：铵盐受热易分解。写出碳酸氢铵、氯化铵分解的化学方程式。 NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑ NH4ClNH3↑＋HCl↑ 与碱反应：铵盐与碱反应产生　氨气　，这是铵盐的通性。铵盐与碱液加热反应的离子方程式为　NH＋OH－△,NH3↑＋H2O　。这一性质常用于实验室检验溶液中的　NH　。 ②氨气的实验室制法 a．制取装置 b．反应原理：　2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O　。 c．验满方法 (ⅰ)使湿润的红色石蕊试纸立即　变蓝　； (ⅱ)蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口时产生　大量白烟　。 d．收集方法：　向下排空气法　。 [预习质检] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)NH3溶于水能导电，所以NH3是电解质。( × ) (2)实验室常用排水法收集纯净的NH3。( × ) (3)NH3中氮元素为－3价，处于最低价态，具有一定的还原性，在一定条件下可被O2氧化。( √ ) (4)实验室可用加热NH4Cl的方法获得NH3。( × ) (5)除去NaCl中少量的NH4HCO3杂质，可用加热法。( √ ) 2．下列方法适合实验室制取氨气的是(　　) A．N2和H2催化加热制取氨气 B．加热NH4Cl制取氨气 C．将浓氨水向碱石灰固体上滴加 D．将NH4Cl稀溶液和NaOH稀溶液混合 解析：C　[A项是工业合成氨反应；B项中NH4Cl受热分解成NH3和HCl，遇冷再反应生成NH4Cl：D项中应用浓溶液制NH3。] 3．氨水的碱性较弱，其原因是(　　) A．它能使酚酞溶液变红色 B．氨水极易挥发出氨 C．氨与水结合生成的一水合氨(NH3·H2O)只有少部分电离成NH和OH－ D．溶于水的氨大部分以NH3分子形式存在 答案：C 喷泉实验 [问题探究] 若实验室中用如图装置做喷泉实验，如何引发喷泉？ 提示：打开止水夹，用手(或热毛巾等)焐热烧瓶，NH3受热膨胀，赶出玻璃导管内的气体，NH3与水接触，即产生喷泉。 [深化拓展] 1．氨气的喷泉实验 特别提醒：喷泉实验成功的关键 ①气体在吸收液中被吸收得既快又多。 ②装置的气密性要好。 ③烧瓶内气体纯度要大。 2．常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂 3.喷泉实验的有关计算 (1)实验完成后，溶液充满烧瓶，若溶质为气体，则溶液物质的量浓度可由体积换算确定。 标准状况下，若烧瓶内气体的体积为V L，则有 V(aq)＝V L， nB＝，cB＝＝ ＝ mol·L－1。 (2)若溶质由气体发生化学反应生成，则依实际情况判断。 如用V L NO2与O2(体积比为4∶1)的混合气体进行喷泉实验，发生的反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，则有nB＝·， V(aq)＝V L，cB＝·＝ mol·L－1。 [典例剖析] [例1]　如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案。下列有关操作不可能引发喷泉现象的是(　　) A．挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 B．挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 C．用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹 D．向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹 [解析]　B　[根据喷泉实验的原理，要发生喷泉现象，必须使烧瓶中压强迅速下降，导致外界压强大于烧瓶中的压强，从而使烧杯(锥形瓶)中的液体进入烧瓶中产生喷泉现象。①中的Cl2易溶于CCl4；③中的NH3易溶于水，所以可以使烧瓶中压强迅速下降，产生喷泉现象；首先是浓硫酸注入水中放热使浓氨水挥发出氨气，④锥形瓶中压强增大，浓氨水进入烧瓶与HCl反应使烧瓶中压强减小，从而产生喷泉；而②中H2不溶于NaOH溶液，也不与NaOH溶液反应，所以不能产生喷泉现象。] [方法点拨]　解有关喷泉实验题的方法 (1)喷泉产生的本质原因是容器内外产生压强差。产生压强差的方法有： ①减小容器内气体的压强，如液体将气体吸收或与其反应等； ②增大容器外的压强。 (2)喷泉实验成功的关键： ①装置气密性良好； ②容器要干燥； ③容器内要尽量收集满干燥的气体，即气体的纯度要高； ④玻璃导管插入液体的部分不能太短，以防导管过早与液体脱离而导致喷泉停止。 [变式训练] 1.(双选)在如图所示的装置中，烧瓶中充满干燥的气体a，将滴管内的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，并打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是(　　) a(干燥气体) b(溶液) A NO2 水 B CO2 4 mol·L－1 NaOH溶液 C Cl2 饱和食盐水 D NH3 1 mol·L－1盐酸溶液 解析：BD　[NO2与水反应可以形成喷泉，但由于NO2与水反应还可以产生NO，故最终不会充满液体，A错误；Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小，故不会形成喷泉，C错误；B、D两选项中的气体都会与相对应的液体快速反应而使得烧瓶内的压强快速减小，从而形成喷泉，最终几乎充满烧瓶，故B、D两项正确。] 氨气的实验室制法 [问题探究] 根据氨气的制备装置，思考下列问题： (1)用该装置还可以制备哪些气体？ 提示：氨气的发生装置还可以用来制取O2等。 (2)氨气中含有水蒸气，可以用浓硫酸干燥吗？ 提示：不能。浓硫酸能与氨气反应生成铵盐，应用碱石灰干燥氨气。 (3)能否将收集气体的小试管换为一带有单孔塞子的集气瓶？ 提示：不能。这样瓶内的空气无法排出，收集的氨气不纯。 (4)装置中试管口塞一团棉花的作用是什么？ 提示：防止氨气沿试管壁冲出与空气形成对流。 [深化拓展] 氨气的实验室制法 (1)反应原理。 利用固体氯化铵与消石灰混合加热制得。 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O (2)发生装置类型。 (3)气体的收集、检验和干燥。 ①收集：向下排空气法。 ②检验：湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒。 ③干燥：用碱石灰干燥。装置为： (4)尾气处理 为避免污染空气，多余的氨气一定要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花)。同时，在尾气吸收过程中要注意防止倒吸。常采用的防倒吸装置有下列几种。已知CCl4是一种常用的有机溶剂，密度比水的大，不与NH3或H2O发生反应。 [方法规律]　1.实验室制备氨气的流程 2．氨气的快速制取法 实验室常使用下面的装置来制取少量氨气。 在分液漏斗中加入浓氨水，烧瓶中加入固体NaOH、生石灰或者碱石灰，然后将浓氨水滴入烧瓶即可有氨气生成。 [典例剖析] [例2]　已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用如图中的C装置可以实现该反应。 (1)A为实验室制氨气，该反应的化学方程式为____________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)B中加入的物质是　________________　，其作用是____________________________： (3)实验时在C中观察到的现象是　________　，发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________； (4)检验D中挥发出的气体的方法和现象是____________________________________ ________________________________________________________________________。 [解析]　(1)根据题意可以判断试管A为实验室制取氨气的装置，因此装入的药品应该为氯化铵和氢氧化钙，发生反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 (2)制得的氨气中含有杂质水蒸气，可以用碱石灰来吸收。 (3)加热后，黑色氧化铜变为红色的铜，所以C中观察到的现象是黑色粉末部分逐渐变为红色；根据元素守恒、电子守恒写出反应的化学方程式2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O。 (4)生成的水和氨气通过装置D时冷凝生成氨水留在D中，而氮气通过排水法进行收集；检验氨气可利用其碱性，用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口产生大量白烟。 [答案]　(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O (2)碱石灰　干燥氨气 (3)黑色固体变为红色 2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O (4)用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口产生大量白烟 [变式训练] 2．实验室制取氨气、收集、验证其还原性并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是(　　) A．用装置甲制取氨气 B．用装置乙收集氨气时气体应该从a口进b口出 C．装置丙中黑色固体变成红色时还原产物一定为铜 D．可以用装置丁吸收氨气，进行尾气处理 解析：B　[氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，二者在试管口遇冷又重新化合生成氯化铵，不能用装置甲制取氨气，A错误；氨气密度小于空气，可以用向下排空气法收集，即用装置乙收集氨气时气体应该从a口进b口出，B正确；装置丙中黑色固体变成红色时还原产物不一定为铜，因为氧化亚铜也是红色的，C错误；氨气极易溶于水，不能用装置丁直接吸收，应防倒吸，D错误。] 铵盐的性质 [问题探究] 铵盐中NH的检验 为什么用浓的NaOH溶液，而不用澄清石灰水？ 提示：由于澄清石灰水中c(OH－)小，产生的 NH3·H2O少，不宜使NH3逸出。 [深化拓展] 1．铵盐受热分解不一定产生NH3，如NH4NO3N2O↑＋2H2O。 2．铵盐与碱反应离子方程式书写的三种情况 (1)常温、浓溶液：NH＋OH－===NH3↑＋H2O (2)常温、稀溶液：NH＋OH－===NH3·H2O (3)稀溶液、加热：NH＋OH－NH3↑＋H2O 3．铵根离子(NH)的检验 [典例剖析] [例3]　(双选)工业上常采用生物硝化法将NH转化为NO来处理氨氮废水，工作流程如图，下列说法错误的是(　　) A．生物硝化法处理废水，会导致水体酸性减弱：NH＋2O2===NO＋2H＋＋H2O B．长期过量使用NH4Cl等铵态化肥，会使水体富营养化 C．检验NH所需的试剂是浓NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸 D．可以加入石灰石来调节水体的酸碱性 [解析]AC　[A项，根据流程图可知NH被氧化生成硝酸根离子和氢离子，溶液的酸性增强，所以A项错误；铵态氮肥会引起水体中含N化合物的增多，会导致水体富营养化，所以B项正确；检验NH应使用红色石蕊试纸，所以C项错误；石灰石与H＋反应可调节水体的酸碱性，所以D项正确。] [方法点拨]　检验NH的答题规范 (1)实验操作：取少许待测液或晶体置于小试管中，加入浓氢氧化钠溶液，微热，将湿润的红色石蕊试纸(或者蘸有浓盐酸的玻璃棒)放在试管口。 (2)现象、结论：试纸变蓝色(或者冒白烟)，说明是铵盐或待测液含有NH。 [变式训练] 3．试管中盛有白色晶体，检验该白色晶体是否为铵盐的方法中不可行的是(　　) A．加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 B．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的pH试纸放在试管口 C．加氢氧化钠溶液，加热，将蘸有浓盐酸的玻璃棒放在试管口 D．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 解析：A　[NH3使湿润的pH试纸变蓝，遇浓盐酸生成白烟，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；加热铵盐不一定有氨气逸出。] 1．下列有关氨的说法错误的是(　　 ) A．氨是有刺激性气味的无色气体 B．氨水的质量分数越大，其密度越小 C．氨气极易溶于水，收集氨气可用向上排空气法 D．NH3中N为氮元素的最低价，故NH3具有还原性 解析：C　[根据氨的物理性质，A项正确；氨水的ρ<1 g·cm－3，其质量分数越大，密度越小，B项正确；氨的密度小于空气的密度，故用向下排空气法收集，C项错误；NH3中N的化合价为－3价(最低价)，故NH3具有还原性，D项正确。] 2．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溶于水后，烧瓶内的气压小于大气压 D．用氯气代替氨，利用此装置也可进行喷泉实验 解析：D　[A项，NH3极易溶于水，可用来做喷泉实验；B项，氨水呈碱性，能使酚酞溶液变红色；C项，NH3极易溶于水，使烧瓶内的气压小于大气压，在压强差的作用下，烧杯中的水沿导管迅速向上流动，从而形成喷泉；D项，Cl2在水中的溶解度较小，不能用于做喷泉实验。] 3．下列说法正确的是(　　) A．所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH3 B．铵盐易溶于水，所有铵盐中的氮元素均呈－3价 C．NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热时，反应的离子方程式为NH＋OH－NH3↑＋H2O D．NH4Cl与NaCl的固体混合物可用升华法分离 解析：C　[有的铵盐受热分解产生NH3，如NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O；有的铵盐受热分解不产生NH3，如NH4NO3，A项错误；铵盐易溶于水，铵盐里除NH中的N呈－3价外，还可能含有其他价态的N元素，如NH4NO3中的N有－3价、＋5价两种价态，B项错误；铵盐与碱溶液反应，加热时，生成NH3，C正确；可用加热法分离NH4Cl和某些固体(不分解、不升华的固体)的混合物，但其过程为NH4Cl先受热分解，再降温化合，不属于升华，D项错误。] 4．为了检验某固体物质中是否含有NH，你认为下列试纸或试剂一定用不到的是(　　) ①蒸馏水　②NaOH溶液　③红色石蕊试纸 ④蓝色石蕊试纸　⑤稀硫酸 A．①⑤　　　　　　 B．④⑤ C．①③ D．①④⑤ 解析：B　[NH检验一般是取少量样品与碱混合于试管中，加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，看试纸是否变蓝；也可将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，看是否有白烟生成，因此④、⑤一定用不到。] 5．氨(NH3)是重要的含氮化合物。为了在实验室制取干燥的氨气，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图三套实验装置： (1)实验装置和所用药品都正确的是　________　(填“甲”“乙”或“丙”)。 (2)写出实验室制取氨气的化学方程式___________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)该实验装置与实验室制备　________　的装置相同。 解析：实验室制取氨气的反应原理是2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O。是固体与固体需要加热的反应，故与实验室制取O2的装置相同，制取的氨气应用碱石灰干燥，而不能用浓硫酸干燥。 答案：(1)丙 (2)2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O (3)氧气 [课堂小结] [素养培优四]　探究喷泉实验的形成原理 [核心素养] 通过喷泉原理实验的探究，发现化学问题，设计并优化实验方案，完成实验操作，培养科学探究与创新意识。 [问题探究] 实验室中若用如上图装置做喷泉实验，如何引发喷泉？ 提示：打开止水夹，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，NH3受热膨胀，赶出玻璃导管内的气体，NH3与水接触，即产生喷泉。 [探究体会] 1．喷泉形成的原理 容器内外存在较大的压强差，在压强差的作用下，液体迅速流动，通过带有尖嘴的导管喷出来，即形成喷泉。 2．常见喷泉实验的气体与吸收剂 只要气体易溶于吸收剂，均可做喷泉实验，吸收剂可以是水，也可以是酸液或碱液等。一般有以下几种情况： 气体 氯化氢 氨气 CO2、H2S、SO2 NO2与O2 吸收剂 水、氢氧化钠溶液 水、盐酸 NaOH溶液 水 [探究体验] 喷泉原是一种自然景观，其产生的原因是存在压强差，根据此原理造出了人工喷泉。 (1)制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置均已略去)。 用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥的氨气，引发喷泉的操作是________________________________________________________________________。 (2)利用图2装置，在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　________　。(选填字母) A．Cu与稀盐酸　　　 B．NaHCO3与NaOH溶液 C．CaCO3与稀硫酸 D．NH4HCO3与稀盐酸 (3)从产生喷泉的原理分析，图1是　________　圆底烧瓶内的压强。图2是　________　锥形瓶内气体的压强(均填“增大”或“减小”)。人造喷泉及火山爆发的原理与上述装置图　________　原理相似。 解析：(1)图1引发喷泉，只需打开止水夹，挤压胶头滴管即可。 (2)图2中，能在锥形瓶内反应产生气体，使锥形瓶内压强大于圆底烧瓶内压强方可产生喷泉，故应选NH4HCO3和盐酸。 (3)喷泉形成的基本原理为容器内外存在较大的压强差。 答案：(1)打开止水夹，挤压胶头滴管　(2)D (3)减小　增大　2 [素养提升] 1．有关氨气的实验较多，下面对这些实验原理的分析中正确的是(　　) A．氨气极易溶于水，可以用来做喷泉实验 B．氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验 C．NH3·H2O不稳定，实验室可用NH4Cl和石灰水制取氨气 D．NH3液化时放出大量的热，因而不能用氨作制冷剂 解析：A　[NH3与HCl反应为非氧化还原反应，B项错误；因NH3易溶于水，实验室制NH3用NH4Cl固体和熟石灰加热，C项错误；液氨汽化时，吸收大量热，可用液氨作制冷剂，D项错误。] 2．下列离子方程式书写正确的是(　　) A．实验室用氯化铵和熟石灰制氨： 　NH＋OH－NH3↑＋H2O B．NaOH浓溶液与NH4Cl溶液混合加热： 　NH＋OH－NH3·H2O C．氨水中加盐酸： 　NH3·H2O＋H＋===NH＋H2O D．氨水中加入氯化铁溶液： 　Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 解析：C　[NH4Cl和Ca(OH)2固体加热，不是溶液中进行的反应，不存在离子浓度的变化，不属于离子反应，A项不正确；NaOH浓溶液和NH4Cl溶液混合加热放出NH3，不能写成NH3·H2O，B项不正确；氨水与酸或盐反应，实质是NH3·H2O电离出的OH－参与反应，NH3·H2O为弱碱应写成分子形式，故C项正确，D项不正确。] 3．下列有关氨及铵盐的叙述中不正确的是(　　) A．铵态氮肥不能与碱性物质如草木灰混合施用 B．氨的喷泉实验体现了氨的溶解性和氧化性 C．实验室里常用固体氯化铵与氢氧化钙反应制取少量氨气 D．氨具有还原性，一定条件下可与氧化性的物质如氧气发生反应 解析：B　[氨的喷泉实验证明氨极易溶于水，不能体现氨的氧化性。] 4．可在实验室里制取氨气的方法是(　　) A．在浓氨水中加固体NaCl加热 B．NH4Cl溶液与NaOH溶液混合 C．加热分解NH4Cl晶体 D．加热消石灰与NH4Cl的固体混合物 答案：D 学科网（北京）股份有限公司 $$