2019-2020年高中化学 专题四 第二单元 生产生活中的含氮化合物教学设计 苏教版必修1.doc

2019-2020 年高中化学 专题四 第二单元 生产生活中的含氮化合物教学 设计 苏教版必修 1 第 1 课时 氮氧化物的产生及转化 (教师用书独具) 课标要求 通过实验了解氮及其重要化合物的主要性质，认识其对生态环境的影响。 课标解读 1.了解 N2的性质和氮氧化物的生成。 2了解 NO、NO 2的相互转化及其应用。 3了解氮氧化物对环境的影响。 教学地位 氨氧化法制备硝酸的过程中涉及到 NO 和 NO2的转化关系，故 NO、NO 2的生成、性质、 转化及其应用非常重要，也成为高考命题特别关注的内容之一。 (教师用书独具) 新课导入建议 农民有句谚语叫“雷雨发庄稼” ，指的是某年若雷雨天较多时，庄稼往往长的很旺盛， 你知道这其中的化学反应原理吗？本课时来讨论相关的化学知识内容。 教学流程设计 【课前预习安排】：建议课前用 10 分钟预习完成【课前自主导学】和“思考交流” 步骤 1：新课引入，分析教学地位步骤 2：对“思考交流 1”要给学生明确排空法收集气 体的原理和条件。对“思考交流 2”要学生熟悉“雷雨发庄稼”的化学原理。步骤 3：对 “探究 1”建议教师给学生一种“加合思想”进行有关基本计算，但不要讲的太难，只要 求学生掌握基本计算和产物的判断。结合“例 1”给学生明确分析方法思路。最后让学生 完成“变式训练 1”。对“教师备课资源”中的例题，根据学生和基础情况可选择补充。 步骤 6：57 分钟完成“当堂双基达标” ，然后教师提问、点评。步骤 5：回顾课堂 听讲内容，点评归纳“课堂小结” 。步骤 4：对“探究 2”建议引导学生熟悉常见的环境 污染，并猜想如何防治。然后学生通过讨论完成“例 2”和“变式训练 2”。教师提问、点 评。 课 标 解 读 重 点 难 点 1.了解氮氧化物产生的反应原理及应用。 2.了解 NO、NO 2的性质及应用。 3.了解氮氧化物的污染与防治。 1.NO、NO 2的产生原理。(重难点) 2.NO、NO 2的性质 和转化。(重点) 3.光化学烟雾、硝酸型酸雨的形成。(重点) 氮氧化物的产生 1.氮元素的存在 氮元素 游离态，如空气中的氮气 化合态，如铵盐、硝酸盐、蛋白质 大 部 分 少 部 分 2氮气的性质 N2是无色无味的气体，难溶于水 N2 N23H 2 2NH3 N23Mg Mg3N2 N2O 2 氧 化 性 H2 高 温 高 压 催 化 剂 Mg = = = = =点 燃 还 原 性 O2 2NO= = = = = 放 电 或 高 温 1收集 N2能否用排空气法？为什么？ 【提示】 不能，N 2与空气的密度差别很小，不能用排空气法收集 N2。 氮氧化物的转化与污染 1.氮氧化物的性质与转化 (1)NO、NO 2的物理性质比较 NO NO2 色态 无色气体 红棕色气体 气味 无味 刺激性气味 毒性 有毒 有毒 (2)相互转化(用化学方程式表示) NONO 2：2NOO 2=2NO2。 NO 2NO：3NO 2H 2O=2HNO3NO。 2氮氧化物的污染与防治 (1)污染原理 硝酸型酸雨的形成 NO NO2 HNO3 O2 H2O 光化学烟雾的形成 Error! O3 有毒烟雾 光 照 碳 氢 化 合 物 (2)预防和控制措施 使用洁净能源，减少氮氧化物的排放。 为汽车安装尾气处理装置。 对化肥厂、硝酸厂排放的废气进行处理。 2 “雷雨发庄稼”的主要反应原理是什么？用化学方程式表示。 【提示】 N 2O 2 2NO= = = = = 放 电 2NOO 2=2NO2 3NO2H 2O=2HNO3NO 氮氧化物溶于水的基本计算与判断 【问题导思】 将一充满 NO2气体的试管倒插在水槽中的水中，有何现象？剩余气体体积占试管容 积的几分之几？ 【提示】 液面上升，气体由红棕色变成无色，剩余气体体积占试管的 。 13 如将一充满 NO 气体的试管倒插在水槽中的水中，然后在试管内通入氧气，有何现象？ 【提示】 液面逐渐上升，后来液面又下降。 有关化学方程式和数量关系 2NOO 2=2NO2 3NO 2H 2O=2HNO3NO 由可得 4NO3O 22H 2O=4HNO3 4NO 2O 22H 2O=4HNO3 1根据反应方程式可知，NO 2溶于水， V(NO) V(NO2)，剩余气体为 NO 13 2根据反应方程式可知：NO 和 O2混合溶于水 当 V(NO) V(O2)43 时，完全反应，无气体剩余。 当 V(NO) V(O2)43 时，O 2过量，剩余 O2。 当 V(NO) V(O2)43 时，NO 过量，剩余 NO。 3根据反应方程式可知：NO 2和 O2混合溶于水 当 V(NO2) V(O2)41，完全反应，无气体剩余。 当 V(NO2) V(O2)41，O 2过量，剩余 O2。 当 V(NO2) V(O2)41，NO 2过量，剩余 NO。 有关 NO、NO 2、O 2混合气体与 H2O 反应后剩余气体的问题，因 NO2与 H2O 反应，NO 与 O2 反应，所以剩余的气体只可能为 NO 或 O2中的一种。 在相同温度和压强下，将 20 mL NO2和 10 mL O2的混合气体通入足量的水中，充分 反应，则剩余的气体是_，其体积为_mL。 【解析】 根据 4NO2O 22H 2O=4HNO3反应 ，故 O2过量。 V NO2V O2 20 mL10 mL 41 剩余的 V(O2)10 mL20 mL 5 mL。 14 【答案】 O 2 5 1有一充有 O2和 NO2混合气体的试管，倒置于盛有水的水槽中，充分反应后，有无色 气体剩余，则原混合气体中 O2和 NO2的体积比范围是( ) A. B 14 14 C D 或 14 14 14 【解析】 剩余的无色气体可能是 O2也可能是 NO，根据 4NO2O 22H 2O=4HNO3可知， O2和 NO2的体积比可能 也可能 。 14 14 【答案】 D 【教师备课资源】 标准状况下，有一容积为 12 mL 的试管内充满 O2和 NO2的混合气体，将试管倒立于 水槽中充分反应。 (1)若无气体剩余，则原混合气体中 NO2和 O2的体积分别为多少？ (2)若剩余气体的体积为 2 mL(标准状况下)，原混合气体中 NO2和 O2的体积分别为多 少？ 【解析】 (1)若无气体剩余时，则原混合气体中 V(NO2) V(O2)41。 依据 4NO 2 O 22H 2O=4HNO3 4 1 V(NO2) 12 mL V(NO2) 则 V(NO2)12 mL V(NO2)41， V(NO2)9.6 mL， V(O2)12 mL9.6 mL2.4 mL。 (2)若剩余 2 mL 为 O2，则 4NO2 O 22H 2O=4HNO3 4 1 12 mL V(O2) V(O2)2 mL 4112 V(O2) V(O2)2 mL 得 V(O2)4 mL， V(NO2)12 mL4 mL8 mL。 若剩余 2 mL 为 NO， 3NO2H 2O=2HNO3NO 3 1 V(NO2)余 2 mL 31 V(NO2)余 2 mL V(NO2)余 32 mL6 mL。 4NO2 O 22H 2O=4HNO3 4 1 V(NO2)6 mL 12 mL V(NO2) 41 V(NO2)6 mL12 mL V(NO2) V(NO2)10.8 mL， V(O2)12 mL10.8 mL1.2 mL。 【答案】 (1) V(NO2)9.6 mL， V(O2)2.4 mL (2)若剩余气体为 O2， V(NO2)8 mL， V(O2)4 mL 若剩余气体为 NO， V(NO2)10.8 mL， V(O2)1.2 mL 解答这方面问题要注意： (1)明确四个基本反应式及对应的物质的量之比； (2)这一类题目中，若最后剩余气体，有两种可能：NO 或 O2，要考虑全面； (3)从得失电子角度分析，NO x与 O2通入水中，N 元素全部转入 HNO3中时，则 NOx失去 电子数目等于 O2得到电子数目，可利用电子守恒法解答。 常见的环境污染问题 【问题导思】 引起酸雨的污染气体有哪些？ 【提示】 SO 2、NO、NO 2 常见的温室气体是什么气体？ 【提示】 CO 2 环境污染 污染源 污染物 防治措施 酸雨 煤、石油等化石燃料 的燃烧，汽车尾气等 工厂废气 SO2、NO x 开发利用新能源；化石燃料脱硫或固硫，废气用氨水、碱液吸收 温室效应 煤、石油、天然气等 化石燃料的燃烧 CO2等温室气体 减少化石燃料的使用；开发利用新能源；植树造林 光化学烟雾 汽车尾气、化肥厂、 硝酸厂废气中的氮氧 化物、碳氢化合物 氮氧化物等 减少汽车尾气中有毒气体的排放；对工厂废气进行吸收处理 臭氧层空洞物 等 使用含氟冰箱、空调 等 氮氧化 限制或停止氟利昂的使用 随着社会的进步和人民生活水平的提高，环境问题越来越受到人们的关注。下列名 词中与环境问题无关的是( ) 温室效应 赤潮 酸雨 光化学烟雾 臭氧空洞 潮汐 富营养化 白色污染 A B C D 【解析】 凡是在环境中产生的能影响人类生活和生产，甚至影响人类生存的种种问 题都属于环境问题。环境问题中有一部分是自然原因造成的，但更多的是人为因素造成的， 如滥采滥用自然资源，任意排放有害物质或不正确地使用化肥、农药，城市人口迅速膨胀 而造成的垃圾、污水、噪音、汽车尾气、大型工程建设不当等。其中赤潮是由于大量排放 生活污水使海岸附近水域的藻类植物大量繁殖，使水生动物缺氧死亡；潮汐是一种地理现 象；富营养化是水中含有大量 N、P，使水生植物大量繁殖，水中缺氧。 【答案】 B 2导致下列现象的主要原因与排放 NO2无关的是 ( ) A酸雨 B光化学烟雾 C臭氧空洞 D温室效应 【解析】 温室效应与 CO2有关。 【答案】 D 1掌握 N2、NO、NO 2相互转化的 3 个反应式 N 2O 2 2NO= = = = = 放 电 或 高 温 2NOO 2=2NO2 3NO 2H 2O=2HNO3NO 2了解 NOx的 3 种污染 酸雨 光化学烟雾 臭氧空洞 1发射卫星的运载火箭的推进剂引燃后发生剧烈反应，从火箭尾部产生大量高温气体， 引燃后产生的高温气体主要是 CO2、H 2O、N 2和 NO，这些气体均为无色，但在卫星发射现场 看到火箭喷出大量红烟。产生红烟的原因是 ( ) A高温下 N2遇空气生成 NO2 BNO 遇空气生成 NO2 CCO 与 NO 反应生成 C 和 NO2 DNO 和 H2O 反应生成 H2和 NO2 【解析】 NO 性质不稳定，与 O2反应生成红棕色的 NO2，大量的红棕色气体就像是大 量红烟。 【答案】 B 2. 按如图进行实验，试管内装有 12 mL NO，然后间歇而缓慢地通入 8 mL O2，下面 有关实验最终状态的描述正确的是( ) A试管内气体呈红棕色 B试管内气体为无色的 NO C试管内气体为无色的 O2 D试管内充满了液体 【解析】 据题意在装有 NO 的试管内通入 O2时依次发生反应 2NOO 2=2NO2,3NO2H 2O=2HNO3NO，二者相加得总反应为 4NO3O 22H 2O=4HNO3，由于 ，即 NO 过量，试 V NOV O2 12 mL8 mL 3243 管内剩余气体为无色的 NO，液体无法充满试管。 【答案】 B 3光化学烟雾是由一次污染物(如氮氧化物、碳氢化合物等)发生光化学反应后生成二 次污染物引起的，主要含有臭氧、过氧硝酸酯等。下列有关光化学烟雾说法中错误的是( ) A光化学烟雾具有氧化性 B汽车尾气是造成光化学烟雾的主要原因之一 C光化学烟雾对人体没有危害 D光化学烟雾一般出现在强日照条件下 【解析】 据题给信息，光化学烟雾中含有臭氧，所以具有氧化性，A 项正确；汽车 尾气中含氮的氧化物和碳氢化合物(即未燃尽的汽油等)，在光照下会形成光化学烟 雾，B 项正确；据题给信息，光化学烟雾是一次污染物在光照条件下反应引起的，D 项 正确；光化学烟雾对植物的生长、人体的健康都有影响，C 项错误。 【答案】 C 4对于 3NO2H 2O=2HNO3NO 反应，下列说法正确的是( ) ANO 2只作氧化剂 B被氧化的物质与被还原的物质的质量比为 12 C当生成 0.5 mol NO 时，转移的电子数为 NA DH 2O 发生氧化反应 【解析】 3NO2H 2O=2HN 化合价升高，失 2e ，被氧化 O3N 化合价降低，得 2e ，被还原 O 【答案】 C 5工业废气中的氮氧化物是主要的大气污染源之一。近年来发现许多生物体组织中存 在少量 NO，它有扩张血管、免疫、增强记忆的功能，成为当前生命科学的研究热点。 (1)NO 在大气层中可发生反应：NOO 3 NO 2O 2，NO 2O 3NO2O 2，从反应过程中 看，NO 是一种_剂，从最终结果看 NO 是一种_剂。 (2)若使 NO 转化为无毒气体，据氧化还原反应原理，可选用 NH3消除 NO 对环境的污染， 该反应的化学方程式为_。 【解析】 (1)将两个反应相加得总反应为：2O 3=3O2。在反应过程中，NO 在第一个 反应中以反应物参与反应，又在第二个反应中以生成物出现，总反应中 NO 的质量及性质都 没有改变，符合催化剂的定义，所以 NO 是催化剂。但是在第一个反应中，NO 被氧化成 NO2，作还原剂。 (2)NH3中氮元素显3 价，具有还原性，NO 中氮元素显2 价，具有氧化性，从理论 上说，二者能够发生氧化还原反应，发生化合价“归中”反应，都变成无毒的 N2，NH 3中 的氢元素和 NO 中的氧元素结合生成水。 【答案】 (1)还原 催化 (2)4NH36NO 一定条件,5N 26H 2O 1某城市人口密度大，汽车等交通工具向大气的对流层中大量排放碳氢化合物、氮氧 化物等有害物质，则下列现象最有可能发生的是( ) A酸雨 B臭氧空洞 C光化学烟雾 D温室效应 【解析】 引发酸雨的主要物质是硫的氧化物；导致臭氧空洞的主要物质是氟氯代烷； 光化学烟雾主要是由氮的氧化物引发的；而温室效应则是因空气中二氧化碳、甲烷等物质 过多而造成的。 【答案】 C 2(xx泉州市高一检测)下列说法正确的是( ) ApH7 的降雨是酸雨 B氯气泄漏后应顺风向低处跑 CSO 2和 HClO 都具有漂白性，两者的漂白原理相同 D我国城市环境中的大气污染物主要有 SO2、NO 2、CO、可吸入颗粒物等 【解析】 A 项，正常雨水溶有 CO2，形成 H2CO3呈酸性 pH7；B 项，Cl 2泄漏应逆风 高处跑；C 项，SO 2漂白是化合作用，HClO 漂白是强氧化性。 【答案】 D 3实验室收集 NO、NO 2两种气体( ) A均可用排水法 BNO 用向上排空气法，NO 2用排水法 C均可用向上排空气法 DNO 用排水法，NO 2用向上排空气法 【解析】 NO 2与 H2O 反应，NO 与 O2反应，与 H2O 不反应，故 D 项正确。 【答案】 D 4在常温常压下，下列各组气体不能共存的是( ) ASO 2与 O2 BNO 2与 NO CO 2与 N2 DNO 与 O2 【解析】 2NOO 2=2NO2，二者不能共存。 【答案】 D 5在体积为 V L 的密闭容器中通入 a mol NO 和 b mol O2，反应后容器内氮原子数和 氧原子数之比为( ) A. B. ab a2b C. D. aa 2b a2 a b 【解析】 由原子守恒得： a mol NO 含 N a mol，含 O 原子 a mol， b mol O2含 O 原 子 2b mol，因此反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为 a/(a2 b)。 【答案】 C 6对氮的氧化物下列叙述正确的是( ) A氮的氧化物都是无色气体 B氮的氧化物都不溶于水 C氮的氧化物都是大气污染物 D氮的氧化物都是酸性氧化物 【解析】 氮的氧化物中除 NO2为红棕色气体外，其他氮的氧化物均为无色气体；氮 的氧化物中除了 N2O、NO 不溶于水外，其他氮的氧化物都溶于水，氮的氧化物中只有 N2O3 和 N2O5为酸性氧化物，其他氮的氧化物都不是酸性氧化物；氮的氧化物都有毒，他们都是 大气污染物，故正确答案为 C。 【答案】 C 7如图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中 时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱 继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的可能是什么气体( ) A可能是 N2与 NO2的混合气体 B可能是 O2与 NO2的混合气体 C可能是 NO 与 O2的混合气体 D只可能是 NO2一种气体 【解析】 A 项不可能，如有 N2，水不可能全部充满；B 项可能，发生总反应： 4NO2O 22H 2O=4HNO3，此种情况下要保证原有的 NO2和 O2的物质的量之比大于 41；C 项不可能，因为 NO 与 O2不能共存，且为无色；D 项只可能为 NO2是不正确的。 【答案】 B 8(xx陕西师大附中高一期末)NO 与 CO2的混合气体依次通过 Na2O2和水之后，气体 无剩余，则混合气体中 NO 与 CO2的分子个数比为( ) A11 B23 C32 D43 【解析】 2CO 22Na 2O2=2Na2CO3O 2 4NO3O 22H 2O=4HNO3 上述反应可推知 n(NO) n(CO2)23 时，恰好与 H2O 反应。 【答案】 B 9(xx徐州市高一期末)下表各组物质之间通过一步反应不能实现如图所示转化的是 ( ) 选项 a b c A Si SiO2 H2SiO3 B SO2 SO3 H2SO4 C NaOH Na2CO3 Na2SO4 D NO NO2 HNO3 【解析】 SiO 2H 2SiO3不可能实现。 【答案】 A 10将 22.4 L 某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，生成氧化铜和氮气， 气体体积变为 11.2 L(体积均在相同条件下测定)，则该氮氧化合物的化学式为( ) ANO 2 BN 2O3 CN 2O DN 2O4 【解析】 设氮氧化合物的化学式为 NxOy 2NxOy2 yCu, xN22 yCuO 2 x 224 L 11.2 L 222.4 L x11.2 L x1，利用排除法，可知本题选 A。 【答案】 A 11(xx漳州市高一检测)硝酸生产中尾气的处理原理： 2NO22NaOH= =NaNO3NaNO 2H 2O，NO 2NO2NaOH= =2NaNO2H 2O，下列体积比的气体中， 含氮气体不可能被过量 NaOH 溶液完全吸收的是( ) A V(NO2) V(O2)41 B V(NO2) V(NO)10 C V(NO2) V(NO)12 D V(NO2) V(NO) V(O2)111 【解析】 由题中反应可知当 V(NO2) V(NO)11 时，含氮的气体可被 NaOH 溶液完 全吸收。 【答案】 C 12(xx山东高考节选)NO 2可用水吸收，相应的化学反应方程式为 _。 利用反应 6NO28NH 3 7N212H 2O 也可处理 NO2。当转移 1.2 mol 电子时，消耗 催 化 剂 的 NO2在标准状况下是_L。 【解析】 根据题给方程式可知当 6 mol NO2全部参加反应时，转移电子 6 mol(40)24 mol，故转移 1.2 mol 电子时，消耗 NO2 0.3 mol，即 6.72 L。 【答案】 3NO 2H 2O=2HNO3NO 6.72 13NO 分子因污染空气而臭名昭著。近年来，发现少量的 NO 在生物体内许多组织中 存在，它有扩张血管，免疫、增强记忆的功能，成为当前生命科学研究的热点，NO 亦被称 为“明星分子” 。请回答下列问题： (1)NO 对环境和人体的危害在于_(填以下项目的编号)。 A破坏臭氧层 B温室效应 C造成酸雨 D与人体血红蛋白结合 (2)在含 Cu (亚铜离子)的酶的活化中心，亚硝酸根离子可转化为 NO，写出 Cu 和亚 硝酸根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式： _。 【解析】 (1)温室效应是 CO2造成的。 (2)由题意可知，反应物应为：Cu 、NO 、H (酸性条件)，产物应为：NO、Cu 2 和水， 2 可写出反应的离子方程式。 【答案】 (1)ACD (2)Cu NO 2H =Cu2 NOH 2O 2 14(xx唐山高一期末)已知 5NH4NO3,4N 29H 2O2HNO 3。下面是甲、乙两位同学 设计的两种制备少量氮气的不同实验方案的示意图，箭头表示气体流向。 甲：空气红磷 (点燃)水碱石 灰铜粉 (灼热)集气 瓶 乙：NH 4NO3 (加热)浓硫酸镁粉 (灼热)集气瓶 试回答下列问题： (1)_(甲或乙)方案不能制得 N2，其原因及改正办法是 _ _。 (2)甲方案中所用的碱石灰是否可换成浓硫酸？_(填“能”或“不能”)请说明理 由_ _。 【解析】 甲方案制备 N2的途径为：空气红磷,除 O2碱石灰,除 CO2和 H2O 除 铜 粉 O2，最后得到 N2。乙方案制备 N2的途径为：NH 4NO3,N 2H 2O 浓 H2SO4,除去 H2O，最后得 N2。 【答案】 (1)乙 N 2通过灼热的镁粉时生成了 Mg3N2，故不能得到 N2。应将通过灼热 镁粉这一步骤取消 (2)不能。甲方案中碱石灰除干燥空气外，还要吸收空气中的 CO2。而浓 H2SO4只能吸水， 不能吸收 CO2 第 2 课时 氮肥的生产和使用 (教师用书独具) 课标要求 通过实验了解氮的重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用。 课标解读 1.了解 NH3的工业合成原理。 2了解 NH3、铵盐的主要性质和应用。 3了解氮肥的使用。 教学地位 铵盐是一类不含金属离子的盐，也是农作物必需的含氮化合物，铵盐的制备和性质也 是我们必须清楚的。因此这些化合物的主要性质及其应用也成为高考命题的重要考点。 (教师用书独具) 新课导入建议 农民朋友为了提高农作物的产量，经常给农作物追加氨水、硫酸铵、硫酸氢铵等氮肥， 你知道这些氮肥如何使用吗？这些氮肥有哪些性质？使用时应注意什么吗？要解决上述问 题，我们本课时就来讨论这些问题。 教学流程设计 【课前预习安排】：建议课前用 18 分钟预习完成【课前自主导学】和“思考交流” 步骤 1：新课导入，分析教学地位步骤 2：对“思考交流 1”指出 NH3H2O 的可逆电离， 明确氨水中的粒子成分。对“思考交流 2”建议“加热” 。 步 骤 3： 对 “探 究 1”建 议 讲 清 原 理 、 操 作 和 注 意 事 项 。 同 时 结 合 “例 1”进 一 步 领 会 喷 泉 实 验 的 原 理 。 然 后 学 生 完 成 “变 式 训 练 1”， 教 师 归 纳 出 计 算 的 思 路 和 关 键 。 对 “教 师 备 课 资 源 ”可 根 据 当 地 的 学 生 实 际 ， 选 择 补 充 。 步骤 6：8 分钟完成“当堂双基达标” ，教师提问、点评步骤 5：回顾课堂所讲内容， 点评归纳“课堂小结”步骤 4：对“探究 2”建议引导学生阅读相关内容，掌握 NH3实验 制法的原理、发生、除杂、收集、尾气处理、检验等。结合“例 2”指出其他制法，并给 予规律方法总结。最后学生完成“变式训练 2”，教师提问、点评。 课 标 解 读 重 点 难 点 1.了解合成氨的反应原理及意义。 2.了解氨、铵盐的主要性质及其应用。 3.了解氨的实验室制取。 4.了解铵态氮肥的使用。 1.氨、铵盐的主要化学性质。(重点) 2.氨的实验室制取和 NH 的检验。(重点) 4 氨的合成和性质 1.氨的合成 工业合成 NH3的化学方程式为 N23H 2 2NH3。 高 温 、 高 压 催 化 剂 2氨的物理性质 颜色 状态 气味 溶解性 液化性 无色 气态 有刺激性 气味气体 极易溶于水，1 体积 水溶解 700 体积氨气 易液化 3.氨的化学性质 (1)与 H2O 的反应 氨溶于水形成的水溶液俗称氨水，大部分 NH3分子与 H2O 分子结合形成 NH3H2O，化学 方程式：NH 3H 2ONH 3H2O；NH 3H2O 小部分电离：NH 3H2ONH OH ，因而 4 NH3H2O 为弱碱，氨水呈弱碱性。 (2)与酸反应 在一只烧杯中放两个棉花球，分别在两棉花球上滴几滴浓氨水和浓盐酸，用表面皿 盖住烧杯口，观察烧杯内有大量白烟生成，其化学方程式为 NH3HCl= =NH4Cl。 氨与 H2SO4反应的化学方程式为：2NH 3H 2SO4=(NH4)2SO4。 4氨的主要用途 (1)液氨可作致冷剂。 (2)氨可制铵态氮肥等。 1氨水中主要含有哪些粒子？ 【提示】 分子有 H2O、NH 3、NH 3H2O 离子有 OH 、NH 、H 4 铵盐的性质和氮肥 1.铵盐由铵根离子和酸根离子构成的化合物 (1)物理性质 大多数为白色晶体，易溶于水。 (2)化学性质 NH4Cl NH4Cl NH3HCl 热 分 解 = = = = = 和 碱 反 应 消 石 灰 2NH4ClCa(OH) 2 2NH3= = = = = CaCl 22H 2O 2氮肥 (1)常见氮肥 名称 硫酸铵 氯化铵 碳酸氢铵 硝酸铵 碳酰二胺 俗名 硫铵 氯铵 碳铵 硝铵 尿素 化学式 (NH4)2SO4 NH4Cl NH4HCO3 NH4NO3 CO(NH2)2 类别 铵态氮肥 有机氮肥 (2)使用注意事项 贮存时，应密封并放在阴凉处，施用时，应埋在土壤中，并避免与碱性肥料(如草木灰)混 用，以保证肥效。 3氮的固定 (1)定义：将游离态的氮转变为化合态的氮的过程。 (2)方式：生物固氮、自然固氮、工业固氮。 2设计实验，如何检验溶液中含有 NH ？ 4 【提示】 取待测液于试管中，加入 NaOH 溶液，然后加热，把湿润的红色石蕊试纸放 在管口，若试纸变蓝，则证明溶液中含有 NH 。 4 喷泉实验的分析 【问题导思】 NH 3对水的喷泉实验说明了什么问题？ 【提示】 NH 3极易溶于水。 CO 2对 NaOH 溶液能形成喷泉吗？ 【提示】 能形成喷泉。 1喷泉实验的原理 容器内气体被液体吸收，内压急剧减小，容器内外形成较大的压强差，在压强差作用 下，液体迅速流动，通过带尖嘴的导管喷出来，形成喷泉。可利用某种气体极易溶解于某 种液体造成压强差，形成喷泉。 2NH 3的喷泉实验 引发操作 实验现象 结论 打开止水夹 将胶头滴管 内的水挤入 烧瓶 形成美丽的喷泉，几乎充满整个烧 瓶，溶液显红色 氨气极易溶于水，水溶液显碱性， 与水反应的化学方程式为 NH3H 2ONH 3H2O 喷泉实验的关键是： 烧瓶内的气体要纯净干燥； 装置气密性良好。 (双选)在如下图所示装置中，烧瓶中充满干燥气体 a，将滴管中的液体 b 挤入烧瓶 内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹 f，烧杯中的液体 d 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(液体) A NO2 水 B CO2 4 molL1 NaOH 溶液 C Cl2 饱和 NaCl 溶液 D NH3 1 molL1 盐酸 【解析】 要使烧瓶中形成喷泉，必须使其中的气体易溶于滴管中的液体 b。要使液 体几乎充满烧瓶，则气体 a 必须全部溶于液体 b，且没有难溶于水的气体生成。A 中可形成 喷泉，但液体不会几乎充满烧瓶，其中有 NO 生成；C 中不能形成喷泉。 【答案】 BD 1在标准状况下将一烧瓶 NH3做水的喷泉实验，最后充满烧瓶，则烧瓶中溶液的物质 的量浓度为_。 【解析】 假定烧瓶的容积为 1 L， 则 NH3的物质的量为 mol，烧瓶中溶液体积为 1 L， 122.4 故 c(NH3) mol/L 122.4 【答案】 mol/L 122.4 【教师备课资源】 喷泉实验的三种装置 甲 乙 丙 图甲装置形成“喷泉”是因为烧瓶内气体极易溶解于烧杯和滴管中的液体，使烧瓶内 的压强突然减小而产生压强差形成“喷泉” 。 图乙装置形成“喷泉”可采用使烧瓶受热，瓶内气体膨胀，打开止水夹，气体与液体 接触而溶解，使烧瓶内压强减小形成压强差而形成喷泉。 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而产生压 强差，将液体从下瓶中压入到上瓶形成“喷泉” 。 注意 (1)产生喷泉实验的物理原理是：烧瓶内外产生压强差。当烧瓶内压强明显小于 外界压强时就会产生喷泉。 (2)产生喷泉的方法有：物理方法，通过温度或压强的改变来改变内外压强差，从而 产生喷泉。化学方法，通过烧瓶内气体与加入的物质反应，形成内外压强差，从而产生 喷泉。 氨气的一般实验室制法 【问题导思】 实验室制气体的发生装置选择一般从什么方面考虑？ 【提示】 发生装置一般从试剂状态和是否加热考虑。 NH 3的收集方法如何？能否用浓 H2SO4干燥？ 【提示】 向下排空气法，不能用浓 H2SO4干燥 NH3。 1反应原理：2NH 4ClCa(OH) 2 2NH32H 2OCaCl 2= = = = = 2发生装置：固体固体 气体 (1)收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的； (2)发生装置的试管口略向下倾斜； (3)由于氨气的密度比空气的密度小，因此收集氨气时，导管应插入试管的底部； (4)加热温度不宜过高，并用酒精灯外焰由前向后逐渐加热。 3净化装置：盛有碱石灰固体的干燥管(或 U 形管)吸水。 4收集方法：只能用向下排空气法。 5尾气吸收：棉花用稀硫酸浸湿，吸收氨气，防止多余的氨气逸出污染空气。 6验满方法 (1)将湿润的红色石蕊试纸放在试管口处，若试纸变蓝，则说明氨气已收集满。 (2)用玻璃棒蘸取浓盐酸靠近试管口处，若产生白烟，则说明氨气已收集满。 (双选)下面是实验室制取氨气的装置(部分装置略去)和选用的试剂，其中错误的是( ) 【解析】 NH 4Cl 固体受热分解生成 NH3和 HCl，而当温度降低时，NH 3和 HCl 又重新 化合成固体 NH4Cl，气体进入干燥管的机会不多，A 项错误；向 CaO 中滴加浓氨水，CaO 遇 水生成 Ca(OH)2，同时放出大量热量，使浓氨水分解出氨气，B 项正确；固体加热制气体时， 试管口应略向下倾斜，使产生的水能够流出，以免损坏试管，C 项错误；对于 D 项，加热 浓氨水制取 NH3的方法和试剂都是正确的。 【答案】 AC NH3的其他制取方法 (1)加热浓氨水法：NH 3H2O NH3H 2O= = = = = (2)浓氨水中加入固态碱性物质：(如 CaO、NaOH、碱石灰等)如： NH3H2OCaO= =NH3Ca(OH) 2 2下列为实验室常见的气体制取、干燥和收集装置。 (1)若用以上装置制取并收集干燥的 NH3，则添加液态试剂的仪器的名称是 _，B 仪器内试剂的名称是_，仪器的连接顺序为 a_； (2)若用 A 装置制取 NH3与 O2的混合气体，若液态物质选用浓氨水，则选用的固体药品 的名称是_。 【解析】 (1)因为 NH3比空气轻，收集 NH3应该从短管进 NH3，长管出空气，(2)要制 取 O2同时生成 NH3，可利用 Na2O2与氨水中的水反应且生成 NaOH，促进 NH3的逸出。 【答案】 (1)分液漏斗 碱石灰 abced (2)过氧化钠 氨Error! 铵盐Error! 1某化学课外小组的学生提出实验室制氨气的以下几种方案，其中比较简便易行的是 ( ) A硝酸铵固体与消石灰共热 B浓氨水逐滴加入到新制的生石灰中 C在一定条件下，氮气与氢气化合 D加热分解氯化铵固体 【解析】 A 项中硝酸铵受热易分解产生其他气体，甚至引起爆炸事故(如 5NH4NO3 4N22HNO 39H 2O；NH 4NO3 N2O2H 2O)；C 项中反应= = = = = = = = = = 的条件为高温、高压、催化剂，一般实验室不具备此条件；D 项中分解产生的气体是 NH3 和 HCl，二者在遇冷时又重新化合成 NH4Cl 固体。简便易行的是 B 项。 【答案】 B 2有关氨气的实验较多，下面对这些实验的实验原理的分析中，正确的是( ) A氨气极易溶解于水的性质可以解释氨气的喷泉实验 B氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验 C铵盐的水溶性是实验室中用 NH4Cl 和 Ca(OH)2的混合物制取氨气的原因 D氨气易液化可以解释氨的熔点较高 【解析】 A 项正确，正是由于氨气易溶于水，形成压强差，大气压将水迅速压入烧 瓶形成喷泉；氨气与氯化氢的反应不是氧化还原反应，B 项错误；C 项错误，实验室中用 NH4Cl 和 Ca(OH)2的混合物制取氨气是利用强碱制取弱碱，与氨的水溶性无关，D 项不正确， NH3易液化可以解释 NH3的沸点较高。 【答案】 A 3下列关于铵盐的叙述：铵盐中氮元素化合价都为3 价；铵盐都是晶体，都易 溶于水；铵盐与碱共热放出氨气；铵盐都不能与酸反应；所有铵盐均能分解；铵 态氮肥不宜与草木灰混合施用。其中正确的是( ) A B C D 【解析】 NH 4NO3中 NO 中的 N 为5 价，(NH 4)2CO3或 NH4HCO3可与酸发生反应。 3 【答案】 D 4(xx青岛高一检测)如右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，说明氨水有碱 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。 【解析】 D 项，Cl 2在水中溶解度较小，不能形成足够大的 压强差。 【答案】 D 5(xx哈尔滨高一期末)某化学实验小组同学利用以下装 置制备氨气，并探究氨气的性质(部分仪器已略去)。请回答： (1)实验室制备氨气的化学方程式为_。 (2)用装置 B 收集氨气时，应选择氨气的进气口是_(选填“a”或“b”)，并说明 选择的理由是：_。 (3)打开装置 B 中的止水夹，若观察到烧瓶内产生了红色喷泉，则说明氨气具有的性质 是_，_。 (4)为防止环境污染，以下装置(盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是 _(填序号)。 【解析】 (1)实验室制取氨气的方程式为 2NH4ClCa(OH) 2 CaCl22NH 32H 2O。 = = = = = (2)氨气比空气的密度小，可用向下排空气法收集，导气管要伸入烧瓶底部。 (3)能形成喷泉，证明氨气极易溶于水，酚酞变红，说明水溶液显碱性。 (4)不利于氨气的吸收，、能防止倒吸，会发生倒吸。 【答案】 (1)2NH 4ClCa(OH) 2 CaCl22NH 32H 2O= = = = = (2)a 氨气密度比空气密度小 (3)极易溶于水 与水反应生成碱 (4) 1下列说法中不正确的是( ) A氨气极易溶于水，所以它是农业上常用的氮肥 B工业上用 H2和 N2合成氨与自然界中放电时 O2和 N2反应都属于氮的固定 C大型中央空调的制冷剂可用液氨 D铵盐易溶于水，且可与强碱发生复分解反应 【解析】 NH 3溶于水与常用氮肥没有因果关系。 【答案】 A 2四支试管分别充满 O2、NO 2、Cl 2、NH 3四种气体，把它们分别倒立于盛有下列各种 液体的水槽中，发生的现象如图所示，其中充满 Cl2的试管是( ) 【解析】 Cl 2不溶于饱和食盐水。 【答案】 C 3如图所示，锥形瓶内盛有气体 X，滴管内盛有液体 Y。若挤压滴管胶头，使液体 Y 滴入锥形瓶中，振荡，过一会儿，可见小气球 a 鼓胀起来。气体 X 和液体 Y 不可能是( ) X Y A NH3 H2O B SO2 NaOH 溶液 C CO2 6 molL1 H2SO4溶液 D HCl 6 molL1 Na2SO4溶液 【解析】 CO 2不溶于 H2SO4溶液中，内压基本不变。小气球 a 无明显变化。 【答案】 C 4(xx扬州高一检测)检验试管中盛有的少量白色固体是铵盐的方法是( ) A加 NaOH 溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验，看是否变蓝 B将固体加热，将产生的气体通入紫色石蕊试液，看是否变红 C加水溶解，用 pH 试纸测溶液的酸碱性 D加入 NaOH 溶液，加热，再滴入酚酞试液 【解析】 铵盐与碱反应生成 NH3，是铵盐的共性。 【答案】 A 5下列各组气体中，在通常情况下既能用浓硫酸又能用碱石灰干燥的有( ) ASO 2、O 2、N 2 BHCl、Cl 2、CO 2 CO 2、H 2、CO DSO 2、Cl 2、O 2 【解析】 A 组中 SO2不能用碱石灰干燥；B 组均为不能用碱石灰干燥的气体；D 组均 可用浓 H2SO4作干燥剂，但其中 SO2、Cl 2不能用碱石灰干燥。 【答案】 C 6下列转化不属于氮的固定的是( ) A氮气在放电条件下生成 NO B工业合成氨 C氨的催化氧化生成 NO D豆科植物根瘤菌吸收 N2 【解析】 C 项，化合态转化为另一化合态，不是氮的固定。 【答案】 C 7(xx上海高考)用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火，其原因是( ) 幕布的着火点升高 幕布的质量增加 氯化铵分解吸收热量，降低了温度 氯化铵分解产生的气体隔绝了空气 A B C D 【解析】 是错误的。任何情况下都不会升高或降低着火点(只要可燃物性质、成分 不变化)。是错误的，增加质量与其是否易着火无关。是正确的。当 NH4Cl 受热分解时 吸收热量。是正确的。NH 4Cl 受热分解成 NH3和 HCl，阻隔空气。 【答案】 B 8下列关于 NH3的实验室制法的有关说法正确的是( ) A实验室中可用加热 NH4Cl 分解的方法来制取 NH3 BNH 3的检验只能用湿润的红色石蕊试纸 CNH 3的干燥不能用浓 H2SO4，可以用碱石灰干燥 DCl 2的收集可用排饱和食盐水的方法，NH 3的收集可用排饱和 NH4Cl 溶液的方法 【解析】 NH 4Cl 分解产生的 NH3和 HCl 气体在试管口处能重新化合，不能得到 NH3；NH 3的检验可以用湿润的红色石蕊试纸，也可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒，看是否有白 烟生成；NH 3是碱性气体，不能用浓 H2SO4干燥，可以用碱石灰干燥；因 NH3的溶解度很大， 不能用排饱和 NH4Cl 溶液的方法收集，只能用向下排空气法收集，且往往在试管口处放一 团棉花，防止与空气对流导致收到的氨气不纯。 【答案】 C 9能鉴别 Na2SO4、NH 4NO3、KCl、(NH 4)2SO4四种溶液(可以加热)的一种试剂是( ) ABaCl 2 BBa(NO 3)2 CBa(OH) 2 DAgNO 3 【解析】 上述四种物质中，有两种含 NH ，另有两种含 SO ，所以选择 Ba(OH)2 4 24 来鉴别。将 Ba(OH)2溶液分别加入到上述四种溶液中的现象分别为：只有白色沉淀；只有 刺激性气味的气体产生；无现象；既有白色沉淀又有刺激性气味的气体产生。 【答案】 C 10下列离子方程式正确的是( ) ANH 4Cl 固体与 Ca(OH)2固体混合加热： NH OH NH3H 2O 4 = = = = = BNaOH 与 NH4Cl 溶液混合加热： NH OH =NH3H2O 4 C氨水加入盐酸中：NH 3H2OH =NH H 2O 4 D氨水加入稀 H2SO4中：NH 3H =NH 4 【解析】 A 不能写离子方程式；B 共热应生成 NH3；D 应为 NH3H2O 与 H2SO4反应。 【答案】 C 11某无色气体，可能是由 CO2、HCl、NH 3、NO 2、NO、H 2中的一种或几种组成。将此 无色气体通过装有浓硫酸的洗气瓶，发现气体减少一部分；继续通过装有固体 Na2O2的干 燥管，发现从干燥管出口一端逸出的气体颜色变成红棕色；再将该气体通入盛满水、倒立 于水槽中的试管内，最后试管里仍然充满液体。由此可知： (1)原气体中一定含有_，一定不含有_。 (2)由最终结果可知，原气体中_气体的体积比为_。 【解析】 先对已知的 6 种气体进行逐项分析：因气体无色，所以无 NO2气体；能被 浓 H2SO4吸收的气体，肯定是 NH3，同时也排除了 HCl 存在的可能性；经过 Na2O2后，气体 颜色变为红棕色，说明原混合气体中一定含有 NO 和 CO2；最后的气体通入水中全部溶解， 说明混合气体中无 H2，也说明了经过 Na2O2后， V(NO) V(O2)43，进而可知原混合气体 中 V(NO) V(CO2)4(32)23。 【答案】 (1)NH 3、CO 2、NO NO 2、HCl、H 2 (2)NO、CO 2 23 12A 是一种白色晶体，受热分解能生成 B、C 两种无色气体，C 的水溶液与硝酸银溶 液反应产生白色沉淀。A 与浓 NaOH 溶液共热，也能生成气体 B。用圆底烧瓶分别收集干燥 的气体 B 和 C，然后将收集满气体的烧瓶按如图所示装置组装(烧杯内为含石蕊试液的水， 胶头滴管内为水)，挤压滴管的胶头时，可以分别得到蓝色喷泉和红色喷泉。 请填写下列空白： (1)A 的化学式是_； (2)收集气体 B 的方法是_； (3)B 与 C 两气体相遇时，观察到的现象是 _； (4)写出 A 与浓 NaOH 溶液共热时发生反应的离子方程式 _； (5)写出工业上生产 B 的化学方程式 _ _(不要求注明反应条件)。 【解析】 根据题意知：A 为 NH4Cl，B 为 NH3，C 为 HCl。 【答案】 (1)NH 4Cl (2)向下排空气法 (3)产生白烟 (4)NH OH NH3H 2O 4 = = = = = (5)N23H 2 2NH3 高 温 、 高 压 催 化 剂 13写出下列反应的离子方程式 (1)NH3通入稀 H2SO4中：_ (2)氨水与 AlCl3溶液混合：_ (3)NH4Cl 溶液与 NaOH 溶液混合共热： _ (4)NH4Cl 溶液与 Ba(OH)2溶液混合： _ 【解析】 氨水参加的离子反应，离子方程式中用 NH3H2O 表示；若生成氨水，若加 热写为“NH 3H 2O”，若不加热写为“NH 3H2O”。 【答案】 (1)NH 3H =NH 4 (2)3NH3H2OAl 3 =Al(OH)33NH 4 (3)NH OH NH3H 2O 4 = = = = = (4)NH OH =NH3H2O 4 14(xx全国卷)已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用下图中的 装置可以实现该反应。 回答下列问题： (1)A 中加入的物质是_，发生反应的化学方程式是 _； (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是 _； (4)实验时在 D 中观察到的现象是_，D 中收集到的物质是_，检 验该物质的方法和现象是 _