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  • 2021-08-06 发布

人教版高中化学必修1课件:4_4氨硝酸硫酸(第1课时)

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第四章 非金属及其化合物 第四节 氨 硝酸 硫酸 第 1 课时 新课标人教版高中化学课件系列 化学 必修 1 游离态 化合态 氮的固定 放电 如: N 2 +O 2 2NO N 2 +3H 2 2NH 3 人工固氮 生物固氮 高能固氮 自然固氮 氮的固定 一、氨 合成氨是人类发展史上的一项重大突破,解决了因粮食不足而导致的饥饿和死亡问题。 对合成氨研究有贡献的三位科学家。 一、氨 1900 年,法国化学家 勒沙特列 在研究平衡移动原理的基础上通过计算,认为 N 2 、 H 2 在高压条件下可以直接化合生成氨,接着,他用实验来验证。但在实验过程中发生了爆炸,他也没有调查事故发生的原因,而是觉得这个实验有危险,于是放弃了研究。勒沙特列的合成氨实验就这样夭折了。 一、氨 后来查明是由于他所用混合气体中含有 O 2 ,实验中 H 2 和 O 2 化合发生了爆炸。 稍后, 德国化学家耐斯特 通过理论计算,认为合成氨是不可能的。因此人工合成氨的研究又一次止步。后来才发现,是能斯特计算时误用了一个热力学数据,以至得到错误结论。 一、氨 在合成氨研究屡屡受挫的情况下, 德国另一位化学家哈伯 知难而进,对合成氨进行了全面系统地研究和实验,终于在 1908 年 7 月在实验室里用 N 2 和 H 2 在 600℃ 、 200 个大气压下合成氨,产率虽只有 2% ,但却是科学上的一项重大突破。 一、氨 当哈伯的合成氨工艺流程公众于世后,立即引起了德国当时的统治者们的注意,德国统治者为了达到吞并欧洲称霸世界的野心,同时也利用哈伯想成为百万富翁的贪婪心理,请哈伯出任德国威廉研究所所长,继续他的研究。从 1911 年到 1913 年短短两年时间内,哈伯不仅提高了合成氨的产率,而且合成了 1000 吨 液氨,并且用它制造出 3500 吨烈性炸药 TNT 。 一、氨 到了 1913 年第一次世界大战时,哈伯已为德国建成了无数个大大小小的合成氨工厂,为侵略者制造了数百万吨炸药,从而导致并蔓延了这场秧祸全球的世界大战,这也是第一次世界大战德国为什么能坚持这么久的谜底。 一、氨 当事实真相大白于天下时,哈伯受到了各国科学家的猛烈抨击,尤其是当他获得 1918 年诺贝尔化学奖时,更激起了世界人民的愤怒。 人工合成氨实验的成功令人欢心鼓舞,它对工农业生产、国防科技的重大意义是不言而喻的。但三位科学家留给后人的思考也是深刻的 — 科学必须造福于民! 一、氨 哈伯 (1868—1934) ,德国化学家 , 合成氨工业的奠基人。 1918 年哈伯由于对合成氨研究作出过重大贡献,而获诺贝尔化学奖。 一、氨 ---- 氨气的喷泉实验 实验 4—8 : 演示实验 一、氨 城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理与上述的原理相似。 科学视野 一、氨 ( 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? 想想看: 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,使烧瓶内外形成较大的压差; 一、氨 展示装满氨气的烧瓶 ① 无色 , 有刺激性气味的气体; 你得出什么结论? ② 易液化; 冰块 氨气 液氨 1. 氨气的物理性质 ③ 极易溶于水 (1:700) 。 一、氨 2 、氨的化学性质 ( 1 )氨与水的反应 —— 显弱碱性 NH 3 ·H 2 O =NH 3 ↑ +H 2 O 一水合氨很不稳定 NH 3 +H 2 O NH 3 ·H 2 O NH 3 ·H 2 O NH 4 + +OH - △ 一、氨 NH 3 ·H 2 O 不稳定, 受热 时容易分解为 NH 3 和 H 2 O 。 不加热不分解 . NH 3 ·H 2 O=== NH 3 ↑+H 2 O 现象:溶液红色褪色,冷却后恢复红色。 【 探究实验 】 : 将氨的酚酞溶液倒入栓有小气球的试管中,加热。 一、氨 ①NH 3 极易溶于水。 ( 1:700 ), 所以 氨水显 ______ ,既能使无色的酚酞溶液变成 ____ ,又能使湿润的红色的石蕊试纸 ____ 。 ②NH 3 与水反应后有碱性物质生成。 大部分 NH 3 与水结合成 NH 3 · H 2 O , NH 3 · H 2 O 可以 小部分电离 成 NH 4 + 和 OH - 。 红色 变蓝 弱碱性 NH 3 · H 2 O = NH 3 ↑+ H 2 O △ 一、氨 NH 3 +H 2 O NH 3 · H 2 O   NH 4 + +OH - 氨水中的分子有: H 2 O 、 NH 3 和 NH 3 ·H 2 O 氨水中的离子有: NH 4 + 、 H + 和 OH - 液氨 是氨气加压或降温后形成的液态物质, 液氨所含的微粒是 NH 3 。 所以: 氨水是混合物 。 所以: 液氨是纯净物。 讨论: 氨水的主要成份有哪些? 氨水与液态氨有何区别? 一、氨 ( 2 )氨与酸的反应 NH 3 +HCl=NH 4 Cl (白烟) NH 3 +HNO 3 =NH 4 NO 3 (白烟) 与挥发性的酸反应有白烟 2NH 3 +H 2 SO 4 =(NH 4 ) 2 SO 4 写出上述反应的离子方程式 一、氨 氨与氯化氢的反应 沾有浓盐酸的玻棒 沾有浓氨水的玻棒 HCl NH 3 现象:产生大量 白 烟 NH 3 +HCl = NH 4 Cl NH 4 Cl 一、氨 一、氨 不能 1. 在反应中为什么会产生白烟? 挥发出的氨气和氯化氢气体在空中反应生成氯化铵固体小颗粒。 2. 硫酸或磷酸与氨气反应能否产生白烟? 一、氨 NH 3 +HCl==NH 4 Cl ( 白烟 ) —— 此反应可检验 NH 3 或 HCl 【 知识延伸 】 : 挥发性酸 ( HCl 、 HNO 3 等) 遇氨气均有白烟生成 ; 难挥发性酸 H 2 SO 4 无此现象。 一、氨 N 2 NH 3 NO NO 2 HNO 3 O 2 O 2 H 2 O 思考与交流 一、氨 N 2 +3H 2 2NH 3 高温、高压 催化剂 4NH 3 +5O 2 ==== 4NO+6H 2 O 催化剂 △ 2NO + O 2 === 2NO 2 3NO 2 +H 2 O ===2HNO 3 +NO 一、氨 这个反应叫做氨的催化氧化, 它是工业上制硝酸的基础 . 加热 4NH 3 +5O 2 ===4NO+6H 2 O 催化剂 -3 +2 ( 3 ) NH 3 具有还原性 -3 一、氨 3 .氨的用途: 氨 制铵盐 制硝酸 制纤维、塑料、染料 制纯碱 制尿素 作致冷剂 制医用氨水 一、氨 氨的用途 制硝酸 制纯碱 制尿素 做致冷剂 一、氨 2NH 3 +H 2 SO 4 ==(NH 4 ) 2 SO 4 NH 3 +HNO 3 == NH 4 NO 3 NH 3 +CO 2 + H 2 O === NH 4 HCO 3 制铵盐 4NH 3 +5O 2 ==== 4NO+6H 2 O 催化剂 △ 2 NO + O 2 === 2NO 2 3NO 2 + H 2 O === 2HNO 3 + NO 制硝酸 2NH 3 +CO 2 ==== CO(NH 2 ) 2 + H 2 O 催化剂 △ 制尿素 NH 3 (g) NH 3 (l) 放热 吸热 制冷剂 一、氨 4 、铵盐 物理性质: 铵盐都是晶体 铵盐都易溶于水 铵盐的形成: NH 3 + H + =NH 4 + 铵盐都不稳定,受热易分解 一、氨 铵盐的化学性质 ( 1 ) 铵盐受热易分解 NH 4 Cl = NH 3 ↑+ HCl↑ ∆ NH 4 HCO 3 = NH 3 ↑ +H 2 O ↑+CO 2 ↑ ∆ ( NH 4 ) 2 CO 3 = 2NH 3 ↑ + H 2 O ↑ + CO 2 ↑ ∆ 一、氨 ( 2 ) 铵盐与碱反应 NH 4 NO 3 + NaOH = NaNO 3 +H 2 O +NH 3 ↑ (NH 4 ) 2 SO 4 +2NaOH = Na 2 SO 4 +2H 2 O+2NH 3 ↑ 运用: 实验室用来制 NH 3 、 用于 NH 4 + 的检验 反应实质: NH 4 + + OH - =NH 3 ↑+H 2 O △ △ △ 一、氨 如何用实验方法证明某白色固体是 铵盐 ? 试剂及操作: 滴加 NaOH 溶液 ,再加热,并将 湿润的红色石蕊试纸 靠近试管口。 实验现象: 产生 无色刺激性气味气体 ,能使湿润红色石蕊试纸 变蓝。 铵盐 ( NH 4 + ) 的检验: 一、氨 铵盐的用途 大量的铵盐用于生产氮肥 硝酸铵用于制炸药、氯化铵常用作印染 和制干电池的原料,也可以用于金属的焊接,以除去金属表面的氧化物薄膜。 一、氨 种类 化学式 含氮量 性 状 铵 态 氮 肥 NH 4 HCO 3 17.7% 白色结晶,吸湿性很强,易潮解,溶于水,弱碱性 NH 4 Cl 26.2% 白色或淡黄色结晶,有吸湿性,溶于水,酸性 . NH 4 NO 3 35% 白色结晶,易潮解,结硬块,溶于水,微酸性, ( NH 4 ) 2 SO 4 21.2% 白色粒状结晶,吸湿性不大,不易结块 有机 氮肥 CO ( NH 2 ) 2 46.7% 白色或浅黄色针状结晶或小颗粒,溶于水,中性 氮 肥 一、氨 氯化铵的妙用 —— 防火布 将一块普通的棉布浸在氯化铵的饱和溶液中,片刻之后,取出晾干就成防火布了。将这块经过化学处理的布用火柴点,不但点不着,而且还冒出白色的烟雾。 科学视野 原来,经过这种化学处理的棉布(防火布)的表面附满了氯化铵的晶体颗粒,氯化铵这种物质,它有个怪脾气,就是特别怕热,一遇热就会发生化学变化,分解出两种不能燃烧的气体,一种是氨气,另一种是氯化氢气体。 一、氨 这两种气体把棉布与空气隔绝起来,棉布在没有氧气的条件下当然就不能燃烧了。当这两种气体保护棉布不被火烧的同时,它们又在空气中相遇,重新化合而成氯化铵小晶体,这些小晶体分布在空气中,就象白烟一样。实际上,氯化铵这种化学物质是很好的防火能手,戏院里的舞台布景、舰艇上的木料等,都经常用氯化铵处理,以求达到防火的目的。 一、氨 ( 1 )原料: NH 4 Cl 、 Ca(OH) 2 ( 2 )原理: 2NH 4 Cl+Ca(OH) 2 ==2NH 3 ↑+2H 2 O+CaCl 2 ( 3 )制取装置:固固加热装置 棉花的作用: 防止空气对流 △ 5 、 NH 3 的实验室制法 一、氨 ( 4 )收集装置: 向下排空气法 ( 5 )检验: a :使湿润的酚酞试纸变红 b :遇浓盐酸产生大量的白烟 ( 6 )尾气处理:用水吸收 NH 3 要得到干燥的氨气,常用试剂有哪些? ① CaO 、碱石灰等碱性干燥剂 ②无水 CaCl 2 不能用来干燥 NH 3 (形成 CaCl 2 • 8NH 3 ) 一、氨 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 NH 3 ·H 2 O == NH 3 ↑+ H 2 O 一、氨 ← 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。 一、氨 6 、氨气的工业制法 : N 2 +3H 2 2NH 3 高温、高压 催化剂 一、氨 自然界中氮的循环 一、氨 自然界中氮的循环过程 动物中有机氮 植物中有机氮 大气中的氮 氮的固定(生物固氮、高能固氮、人工固氮) 土壤中的氮 ( 铵盐→硝酸盐 ) 细菌分解 动物排泄物及遗体 植物遗体 动物摄取 植物吸收 硝酸盐 一、氨 1. 能将 NH 4 Cl 、 (NH 4 ) 2 SO 4 、 NaCl 、 Na 2 SO 4 四种溶液一一区别开来的试剂是( ) A . NaOH B . AgNO 3 C . BaCl 2 D . Ba(OH) 2 D 一、氨 习题巩固 2. A 、 B 、 C 三种气体, A 无色,在一定条件下 A 能与 O 2 反应生成 B , B 不溶于水,它能与 O 2 反应生成红棕色气体 C ; A 、 C 气体均溶与水,其水溶液分别呈碱性与酸性,推断 A , B , C 。 NH 3 NO NO 2 3. 某学生在氨气的喷泉实验基础上积极思考产生喷泉的其他方法,并设计如图所示的装置。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:( ) A. Cu 与稀盐酸 B. NaHCO 3 与 NaOH C. CaCO 3 与稀硫酸 D. NH 4 HCO 3 与稀盐酸 D Thanks 谢谢您的观看!