《第四章第四节氨硝酸硫酸（第1课时）》课件新人教版必修1.ppt

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1、第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物第四节第四节 氨氨 硝酸硝酸 硫酸硫酸第第1 1课时课时新课标人教版高中化学课件系列新课标人教版高中化学课件系列必修必修 化学化学1 1游离态游离态化合态化合态氮的固定氮的固定放电放电如：如：N2+O2 2NO N2+3H2 2NH3 人工固氮生物固氮高能固氮自然固氮氮的固定氮的固定一、氨一、氨合成氨是人类发展史上的一合成氨是人类发展史上的一项重大突破，解决了因粮食项重大突破，解决了因粮食不足而导致的饥饿和死亡问不足而导致的饥饿和死亡问题。题。对合成氨研究有贡献的三位科对合成氨研究有贡献的三位科学家。学家。 一、氨一、氨19001900年，法国化学

2、家年，法国化学家勒沙特列勒沙特列在研究平衡移在研究平衡移动原理的基础上通过计算，认为动原理的基础上通过计算，认为N N2 2、H H2 2在高在高压条件下可以直接化合生成氨，接着，他用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，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。的合成氨实验就这样夭折了。一、氨一、氨 后来查明是由于他所用混合气体中含有后来查明是由于他所用混合气体中含有O O2 2，实

3、验中，实验中H H2 2和和O O2 2化合发生了爆炸。化合发生了爆炸。 稍后，稍后，德国化学家耐斯特德国化学家耐斯特通过理论计算，通过理论计算，认为合成氨是不可能的。因此人工合成氨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，以至得特计算时误用了一个热力学数据，以至得到错误结论。到错误结论。一、氨一、氨 在合成氨研究屡屡受挫的情况下，在合成氨研究屡屡受挫的情况下，德国另一位化学家哈伯德国另一位化学家哈伯知难而进，对知难而进，对合成氨进行了全面系统地研究和实验，合成氨进行了全面系统地研究和实验，终于在终

4、于在19081908年年7 7月在实验室里用月在实验室里用N N2 2和和H H2 2在在600600、200200个大气压下合成氨，产个大气压下合成氨，产率虽只有率虽只有2%2%，但却是科学上的一项重，但却是科学上的一项重大突破。大突破。一、氨一、氨 当哈伯的合成氨工艺流程公众于世后，立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，婪心理，请哈伯出任德

5、国威廉研究所所长，继续他的研究。从继续他的研究。从19111911年到年到19131913年短短两年短短两年时间内，哈伯不仅提高了合成氨的产率，年时间内，哈伯不仅提高了合成氨的产率，而且合成了而且合成了10001000吨吨液氨，并且用它制造出液氨，并且用它制造出35003500吨烈性炸药吨烈性炸药TNTTNT。 一、氨一、氨 到了到了19131913年第一次世界大战时，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万吨炸药，从而导致并蔓延了这场秧祸全球的世界大战

6、，这也是第一次世祸全球的世界大战，这也是第一次世界大战德国为什么能坚持这么久的谜界大战德国为什么能坚持这么久的谜底。底。 一、氨一、氨 当事实真相大白于天下时，哈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，伯受到了各国科学家的猛烈抨击，尤其是当他获得尤其是当他获得19181918年诺贝尔化学年诺贝尔化学奖时，更激起了世界人民的愤怒。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科学家留给后人的思

7、考也是深刻的的科学必须造福于民！科学必须造福于民！ 一、氨一、氨哈伯哈伯(18681934)(18681934)，德国化学家德国化学家, ,合成氨合成氨工业的奠基人。工业的奠基人。19181918年哈伯由于对合成氨年哈伯由于对合成氨研究作出过重大贡献，研究作出过重大贡献，而获诺贝尔化学奖。而获诺贝尔化学奖。一、氨一、氨-氨气的喷泉实验氨气的喷泉实验实验48：演示实验演示实验一、氨一、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。科学视野科学视野一、氨一、氨（2）溶液为什么变为红色？）溶液为什么变为红色？ （3）实验成败的关键是什么？）实验成败的关键是什么？ （1）氨为什么会形成喷泉？

8、）氨为什么会形成喷泉？ 想想看：想想看：a.烧瓶干燥；烧瓶干燥；b.装置的气密性好；装置的气密性好；c.收集的气体纯度尽可能高。收集的气体纯度尽可能高。氨气溶于水溶液显碱性氨气溶于水溶液显碱性 氨极易溶于水，使烧瓶内外形成较氨极易溶于水，使烧瓶内外形成较大的压差；大的压差；一、氨一、氨展示装满氨气展示装满氨气的烧瓶的烧瓶无色无色, , 有刺激性气味的气体；有刺激性气味的气体；你得出什么结论？易液化；易液化；冰块氨气液氨1. 1.氨气的物理性质氨气的物理性质极易溶于水极易溶于水(1:700)(1:700)。一、氨一、氨2、氨的化学性质、氨的化学性质（1 1）氨与水的反应）氨与水的反应显弱碱性显弱

9、碱性NH 3H 2O =NH3 +H2O 一水合氨很不稳定一水合氨很不稳定 NH 3+H2O NH 3H 2O NH 3H 2O NH4 +OH- 一、氨一、氨NH3H2O不稳定，不稳定，受热受热时容易分解为时容易分解为NH3和和H2O。不加热不分解不加热不分解. . NH3H2O= NH3+H2O 一、氨一、氨NHNH3 3极易溶于水。极易溶于水。（1:7001:700），），所以所以氨水显氨水显_，既能使无色的酚酞溶液，既能使无色的酚酞溶液变成变成_，又能使湿润的红色的石蕊试纸，又能使湿润的红色的石蕊试纸_。NH3与水反应后有碱性物质生成。与水反应后有碱性物质生成。 大部分大部分NH3与水

10、结合成与水结合成 NH3H2O， NH3H2O可以可以小部分电离小部分电离成成NH4+和和OH-。红色红色变蓝变蓝弱碱性弱碱性NH3H2O = NH3 + H2O一、氨一、氨NH3+H2O NH3H2O NH4+OH-氨水中的分子有：氨水中的分子有：H2O、NH3 和和 NH3H2O氨水中的离子有：氨水中的离子有：NH4+、H+ 和和 OH- 液氨液氨 是氨气加压或降温后形成的液态物质，是氨气加压或降温后形成的液态物质，液氨所含的微粒是液氨所含的微粒是NH3。所以：所以：氨水是混合物氨水是混合物。所以：所以：液氨是纯净物。液氨是纯净物。 讨论：讨论： 氨水的主要成份有哪些？氨水的主要成份有哪些

11、？ 氨水与液态氨有何区别？氨水与液态氨有何区别？一、氨一、氨（2 2）氨与酸的反应）氨与酸的反应 NH3+HCl=NH4Cl （白烟）（白烟）NH3+HNO3=NH4NO3 （白烟）（白烟） 与挥发性的酸反应有白烟与挥发性的酸反应有白烟2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 写出上述反应的离子方程式写出上述反应的离子方程式NH3+ H+=NH4+一、氨一、氨氨与氯化氢的反应氨与氯化氢的反应沾有浓盐酸的玻棒沾有浓氨水的玻棒HClNH3现象：产生大量白烟NH3+HClNH4ClNH4Cl一、氨一、氨一、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

12、小颗粒。 2.硫酸或磷酸与氨气反应能否产生白烟？ 一、氨一、氨【知识延伸知识延伸】：挥发性酸挥发性酸（HCl、HNO3等）等）遇氨遇氨气均有白烟生成气均有白烟生成；难挥发性酸难挥发性酸H2SO4无此现象。无此现象。一、氨一、氨N2NH3NONO2HNO3O2O2H2O思考与交流思考与交流一、氨一、氨 N2+3H2 2NH34NH3+5O2= 4NO+6H2O 催化剂催化剂 2NO + O2= 2NO2 3NO2 +H2O =2HNO3 +NO一、氨一、氨 这个反应叫做氨的催化氧化，这个反应叫做氨的催化氧化， 它是工业上制硝酸的基础它是工业上制硝酸的基础. 加热加热 4NH3+5O2=4NO+6

13、H2O 催化剂催化剂-3-3+2+2（3 3）NH3具有还原性具有还原性 -3-3 一、氨一、氨氨氨制铵盐制铵盐制硝酸制硝酸制纯碱制纯碱制尿素制尿素作致冷剂作致冷剂 制医用氨水制医用氨水 一、氨一、氨氨的用途制硝酸制纯碱制尿素做致冷剂一、氨一、氨2NH3+H2SO4 =(NH4)2SO4NH3 +HNO3 = NH4NO3 NH3 +CO2+ H2O = NH4 HCO3 制铵盐制铵盐4NH3+5O2 = 4NO+6H2O催化剂2 NO + O2 NO + O2 2 = 2NO = 2NO2 2 3NO3NO2 2 + H+ H2 2O = 2HNOO = 2HNO3 3 + NO + NO制

14、硝酸制硝酸2NH3+CO2 = CO(NH2)2+ H2O催化剂制尿素制尿素 NH3(g) NH3(l)放热吸热制冷剂制冷剂一、氨一、氨4、铵盐、铵盐物理性质：物理性质：铵盐都是晶体铵盐都是晶体铵盐都易溶于水铵盐都易溶于水铵盐的形成：NH3 + H+=NH4+铵盐都不稳定，受热易分解铵盐都不稳定，受热易分解一、氨一、氨铵盐的化学性质铵盐的化学性质（1）铵盐受热易分解铵盐受热易分解NH4Cl = NH3 + HClNH4HCO3 = NH3 +H2O +CO2(NH4)2CO3 = 2NH3 + H2O + CO2 一、氨一、氨（2）铵盐与碱反应铵盐与碱反应运用：运用：实验室用来制实验室用来制N

15、H3、用于用于NH4+的检验的检验反应实质：反应实质：NH4+ OH=NH3+H2ONH4NO3 + NaOH = NaNO3 +H2O +NH3 (NH4)2SO4+2NaOH = Na2SO4+2H2O+2NH3 一、氨一、氨滴加滴加NaOHNaOH溶液溶液，再加热，并将，再加热，并将湿润的红湿润的红色石蕊试纸色石蕊试纸靠近试管口。靠近试管口。一、氨一、氨铵盐的用途铵盐的用途大量的铵盐用于生产氮肥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。焊接

16、，以除去金属表面的氧化物薄膜。一、氨一、氨种类种类化学式化学式含氮量含氮量性性 状状铵铵态态氮氮肥肥NH4HCO317.7%白色结晶，吸湿性很强，易潮解，溶于水，弱碱性NH4Cl26.2%白色或淡黄色结晶，有吸湿性，溶于水，酸性.NH4NO335%白色结晶，易潮解，结硬块，溶于水，微酸性，（NH4)2SO421.2%白色粒状结晶，吸湿性不大，不易结块有机有机氮肥氮肥CO(NH2)246.7%白色或浅黄色针状结晶或小颗粒，溶于水，中性氮氮 肥肥一、氨一、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

17、还冒出白色的烟雾。 科学视野科学视野 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、氨一、氨 这两种气体把棉布与空气隔绝起来，棉布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

18、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，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。用氯化铵处理，以求达到防火的目的。一、氨一、氨（1 1）原料：）原料：NHNH4 4ClCl、Ca(OH)Ca(OH)2 2（2 2）原理：）原理：2NH2NH4 4Cl+Ca(OH)Cl+Ca(OH)2 2=2NH=2NH3 3+2H+2H2 2O+CaClO+CaCl2 2（3 3）制取装置：固固加热装置）制取装置：固固加热装置棉花的作用：棉花的作用：防止空气

19、对流防止空气对流5、NH3的实验室制法的实验室制法一、氨一、氨（4 4）收集装置：）收集装置： 向下排空气法向下排空气法（5 5）检验：）检验： a a：使湿润的酚酞试纸变红：使湿润的酚酞试纸变红 b b：遇浓盐酸产生大量的白烟：遇浓盐酸产生大量的白烟（6 6）尾气处理：用水吸收）尾气处理：用水吸收NHNH3 3要得到干燥的氨气，常用试剂有哪些？要得到干燥的氨气，常用试剂有哪些？CaO、碱石灰等碱性干燥剂、碱石灰等碱性干燥剂无水无水CaCl2不能用来干燥不能用来干燥NHNH3 3（形成（形成CaCl28NH3) )一、氨一、氨除了利用上述方法之外，实验室有无其他简除了利用上述方法之外，实验室有

20、无其他简单可行的方法来制得氨气？单可行的方法来制得氨气？浓氨水浓氨水方法二：加热浓氨水制氨气方法二：加热浓氨水制氨气NH3H2O = NH3+ H2O一、氨一、氨浓氨水浓氨水固体固体CaOCaO思考：思考：有什么现象？有什么现象？ 为什么有此现象？为什么有此现象？方法三方法三1 1、吸收水分，减少溶剂。、吸收水分，减少溶剂。2 2、增加、增加OHOH- -的浓度。的浓度。3 3、放出热量，升高温度。、放出热量，升高温度。一、氨一、氨 N2+3H2 2NH3一、氨一、氨自然界中氮的循环自然界中氮的循环一、氨一、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、氮的

21、固定（生物固氮、高能固氮、人工固氮）高能固氮、人工固氮）土壤中的氮(铵盐硝酸盐)细菌分解细菌分解 动物排泄动物排泄物及遗体物及遗体植物遗体植物遗体动物摄取动物摄取植植物物吸吸收收硝酸盐一、氨一、氨1.1.能将能将NH4Cl 、(NH4)2SO4、NaCl、 Na2SO4四种溶液一一区别开来的试剂是（四种溶液一一区别开来的试剂是（ ）A . NaOH B. AgNO3 C . BaCl2 D. Ba(OH)2D一、氨一、氨2. A、B、C三种气体，三种气体，A无色，在一定条件下无色，在一定条件下A能与能与O2反应生成反应生成B，B不溶于水，它能与不溶于水，它能与O2反应反应生成红棕色气体生成红棕色气体C；A、C气体均溶与水，其水气体均溶与水，其水溶液分别呈碱性与酸性，推断溶液分别呈碱性与酸性，推断A ，B ，C 。NH3NONO23.3.某学生在氨气的喷泉实验基础上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，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，反应后分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是：（可能产生喷泉的是：（ ） A. Cu与稀盐酸与稀盐酸 B. NaHCO3与与NaOH C. CaCO3与稀硫酸与稀硫酸 D. NH4HCO3与稀盐酸与稀盐酸D一、氨一、氨