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！