氮的氧化物及氨氣

1、第四章第4節(jié)氮的氧化物1一、一氧化氮和二氧化氮問題討論： 空氣的主要成分有什么？各占多少比例？說(shuō)明氮?dú)獾暮畏N性質(zhì)？空氣的主要成分有氮?dú)夂脱鯕?？氮?dú)?0%；氧氣占20%；說(shuō)明氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定一定條件下氮?dú)饪梢耘c活潑的金屬單質(zhì)和非金屬反應(yīng)2一、一氧化氮和二氧化氮 N2+ O2 = 2NO放電或高溫2、 NO和NO2的物理性質(zhì)NO是一種無(wú)色、無(wú)味、難溶于水的有毒氣體。NO2是一種紅棕色、有剌激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易液化，易溶于水1、NO和NO2的生成：2NO + O2 = 2NO2 4NH3+ 5O2 = 4NO + 6H2O工業(yè)制法：33、 NO和NO2的化學(xué)性質(zhì)（1） NO不與水反

2、應(yīng)，在常溫下易與O2化合生成NO2 :（2） NO2難被O2氧化，易與水反應(yīng)生成HNO3和NO: （工業(yè)生產(chǎn)硝酸的化學(xué)反應(yīng)原理）2NO + O2 = 2NO2科學(xué)探究（P92）：現(xiàn)有一試管二氧化氮，其他藥品和儀器自選，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，要求盡可能多地使二氧化氮被水吸收。 3NO2 + H2O =2HNO3 + NO4524紅棕色氣體逐漸消失，水位上升，最后水充滿整個(gè)試管的2/3無(wú)色氣體變?yōu)榧t棕色氣體，又變?yōu)闊o(wú)色氣體，但氣體體積逐漸縮小，液面不斷上升O23NO2 + H2O =2HNO3 + NO2NO+O2 =2NO23NO2 + H2O =2HNO3 + NO5NO2 、NO 、O2 的混合氣體與

3、水反應(yīng) （1） （2）若為NO2和O2 的混合氣體，由（1）（2）得： 即 時(shí)，NO2 全部生成硝酸；若為NO 和O2 的混合氣體，由（1）（2）得：即 時(shí)，NO全部生成硝酸。6 “雷雨發(fā)莊稼”有何道理？7練習(xí)1、將NO2 和O2 按照1：1的比例混合并盛滿試管，將該試管倒立于水槽中，待反應(yīng)完成后，液面可上升到試管容積的2.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將O2和NO2按1：4體積比充滿一干燥的燒瓶，將燒瓶倒置于水中，瓶?jī)?nèi)液面逐漸上升。設(shè)反應(yīng)過程沒有損失，燒瓶?jī)?nèi)溶液的物質(zhì)的量濃度為（ ） A0.045mol/L B0.036mol/L C0.026mol/L D0.028mol/L B8 二、 SO2和NO2對(duì)

4、大氣的污染1、空氣中 SO2和NO2的來(lái)源：（1）煤、石油等含硫燃料的燃燒；（2）火山爆發(fā)、工廠尾氣；（3）汽車尾氣。9 SO2+H2O H2SO3 2H2SO3+O2=2H2SO4 2SO2+ O2 2SO3 SO3+H2O=H2SO4 3NO2 + H2O =2HNO3 + NO SO2 + NO2 = SO3+ NO飄塵2、酸雨的形成和危害及防治措施： 正常雨水的PH值在5.6左右，酸雨的PH值小于.10酸雨的洗禮摩崖石刻樂山大佛11思考? 煤中含有S，燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生SO2排放到空氣中去污染空氣，請(qǐng)利用今天學(xué)過的知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)合理方案來(lái)減少煤燃燒時(shí)SO2的排放量，并寫出有關(guān)方程式？ SO2

5、+ CaO = CaSO3 往煤中加石灰CaO,煤燃燒產(chǎn)生的SO2和石灰產(chǎn)生反應(yīng)生成CaSO3, CaSO3再被氧化成CaSO4，從而減少了SO2排放量，主要反應(yīng)為：方案！12SO2和NO2的回收利用13鞏固練習(xí)2、用化學(xué)方法以區(qū)別溴蒸氣和二氧化氮兩種紅棕色氣體的試劑是（ ）(A)Cl2(B)淀粉KI試紙(C)水 (D)硝酸銀溶液 CD1、實(shí)驗(yàn)室中制取的下列氣體中，可以用排空氣法收集的是（ ）ANO2 BSO2 CCO DNOAB14諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 2007 年10月諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了德國(guó)化學(xué)家格哈德埃特爾，理由是他發(fā)現(xiàn)了哈伯博施法合成氨的作用機(jī)理。 1918 年，德國(guó)化學(xué)家弗里哈伯因?yàn)榘l(fā)明合成

6、氨方法而獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1931 年，卡爾博施因?yàn)楦倪M(jìn)合成氨方法獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。卡爾博施16非金屬及其化合物第四節(jié) 氨 銨鹽17三、氨氣的性質(zhì)1.物理性質(zhì)無(wú)色顏色 狀態(tài)氣味密度液化溫度溶解性氣態(tài)刺激性氣味比空氣輕零下33.5度易液化氨氣常用做制冷劑氨氣能溶于水嗎? 極易溶于水（1:700），水溶液叫“氨水”. 氨水越濃, 密度越小實(shí)驗(yàn)探究一現(xiàn)象 水由玻璃管進(jìn)入燒瓶，形成美麗的噴泉，液體呈紅色a.氨極易溶于水。b. 水溶液顯堿性。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:形成噴泉的原因： ：實(shí)驗(yàn)4-8：氨溶于水的噴泉實(shí)驗(yàn) 當(dāng)?shù)喂苤械乃當(dāng)D入到燒瓶中時(shí)，燒瓶?jī)?nèi)的氨溶解，使瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)迅速降低，瓶?jī)?nèi)外形成較大的壓強(qiáng)差；大氣壓將水壓入

7、燒瓶。交流與討論： 2. 有沒有其他的方法可以引發(fā)噴泉實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?1. 如果水不能充滿整個(gè)燒瓶，可能的原因？大雁塔噴泉美國(guó)拉斯維加斯:212、氨的化學(xué)性質(zhì) 氨水中含少量氫氧根離子，呈弱堿性. NH3 + H2O NH3H2ONH4+ + OH-（1）氨與水反應(yīng)認(rèn)識(shí)氨氣 氨氣溶于水時(shí)，大部分與水結(jié)合成“一水合氨”；一水合氨部分電離思考 氨水呈堿性，如何驗(yàn)證？可以使紅色石蕊試紙變藍(lán)；或者可以使酚酞試液變紅；22思考：氨水中存在哪些分子、哪些離子？分子：NH3、 H2O 、 NH3H2O(主要)離子：NH4+、OH- (H+)因此可以用濃氨水加熱來(lái)制氨氣NH3H2O=NH3+H2O一水合氨不穩(wěn)定，受熱

8、易分解：23純凈物混合物NH3 氨水和液氨的區(qū)別離子：NH4+、OH-、 微量H+分子：NH3、 H2O 、 NH3H2O(主要)24 為什么蘸有濃氨水的玻璃棒和蘸有濃鹽酸的玻璃棒不接觸就能放出白煙？小魔術(shù)：氨遇到氯化氫迅速生成氯化銨晶體。NH3 + HCl = NH4Cl 【思考】將濃鹽酸換成濃硝酸、濃硫酸分別做上述實(shí)驗(yàn)，能觀察到大量白煙嗎？25(2)氨與酸的反應(yīng)NH3HCl=NH4Cl化合反應(yīng)2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4化合反應(yīng)NH3+HNO3=NH4NO3化合反應(yīng)白煙揮發(fā)性酸（HCl、HNO3等）遇氨氣均有白煙生成；難揮發(fā)性酸H2SO4、H3PO4無(wú)此現(xiàn)象。2NH3 + H2

9、O+CO2 (NH4)2CO3 NH3 + H2O+CO2 NH4HCO326氨水與鹽溶液的反應(yīng)3NH3H2O + FeCl3 3NH4Cl+Fe(OH)36NH3H2O+Al2(SO4)33(NH4)2SO4+2Al(OH)3Al3 + +3NH3H2O = Al(OH)3+3NH4+討論 從氮元素的化合價(jià)考慮，氨還有哪些性質(zhì)？4NH3+5O2=4NO+6H2O催化劑(3)氨的還原性-與氧氣的反應(yīng)（氨的催化氧化，工業(yè)制硝酸的基礎(chǔ)）NH3硝酸銨鹽純堿有機(jī)合成工業(yè)原料用稀氨水治療蚊蟲叮咬消除二氧化氮的污染吸收硫酸生產(chǎn)中的二氧化硫致冷劑3、氨的用途銨鹽不穩(wěn)定，受熱易分解 （2）化學(xué)性質(zhì)：NH4Cl

10、 NH3 HCl NH4HCO3 NH3 H2O +CO2 四、銨鹽（1）物理性質(zhì)：銨鹽均溶于水，為白色固體由銨根離子(NH4+)和酸根離 子構(gòu)成的化合物注意：并不是所有的銨鹽都能受熱得到氨氣，如NH4NO3。銨鹽與堿反應(yīng) NH4NO3 + NaOH = NaNO3+ NH3 + H2Oa.實(shí)驗(yàn)室用來(lái)制NH3 2NH4Cl+Ca(OH)2 = CaCl2+2H2O+2NH3 b.用于NH4+的檢驗(yàn)：加熱時(shí)，能與堿液反應(yīng)產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體的物質(zhì)一定是銨鹽NH4+ OHNH3+ H2O應(yīng)用：五. NH3的制備1、工業(yè)制法2、實(shí)驗(yàn)室制法 實(shí)驗(yàn)室用銨鹽（NH4Cl）與消石灰混合加熱來(lái)制

11、取氨氣。（3）裝置：固+固加熱型（4）收集：向下排空氣法（5）驗(yàn)滿：(與氧氣的制取裝置相同)（1）藥品：氯化銨晶體、消石灰固體（2）原理：氨的實(shí)驗(yàn)室制法 將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口，如果試紙變藍(lán)，說(shuō)明氨氣已集滿。 蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口，如果有白煙生成，說(shuō)明氨氣已集滿。2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3注意：收集時(shí)在容器口要塞一團(tuán)棉花 (減少擴(kuò)散)(6)干燥裝置選擇酸性干燥劑（如濃硫酸和P2O5）不宜不宜 ，因?yàn)镃aCl2會(huì)吸收NH3 （CaCl2+8NH3=CaCl2。8NH3）選擇無(wú)水CaCl2應(yīng)當(dāng)選擇：CaO、堿石灰等堿性干燥劑（7）尾氣吸收：此套裝置

12、可否用于氨氣的尾氣吸收？為什么？溶解度不大的氣體（CI2、H2S、CO2）可用裝置A 易溶于水的氣體（HCI、HBr、NH3）用裝置B、C、D。 1、制氨氣時(shí)所用的銨鹽可 否是硝銨、碳銨（NH4HCO3）？而消石灰又可否用NaOH、KOH代替？ 因?yàn)榧訜釙r(shí)NH4NO3可能發(fā)生爆炸性的分解反應(yīng)，發(fā)生危險(xiǎn)；而NH4HCO3受熱易分解產(chǎn)生CO2，使產(chǎn)物不純。均不能 a. NaOH、KOH具有吸濕性，易結(jié)塊；b. 強(qiáng)堿具有強(qiáng)腐蝕性。 五. NH3的制備除了利用上述方法之外，實(shí)驗(yàn)室有無(wú)其他簡(jiǎn)單可行的方法來(lái)制得氨氣？濃氨水方法二：加熱濃氨水制氨氣NH3H2O = NH3+ H2O濃氨水固體CaO思考：有什

13、么現(xiàn)象？為什么有此現(xiàn)象？方法三1、吸收水分，減少溶劑。2、增加OH-的濃度。3、放出熱量，升高溫度。自然界中氮的循環(huán)固氮途徑有以下三種：大氣固氮、生物固氮、工業(yè)固氮 氮的固定 411. 下列關(guān)于氨性質(zhì)的敘述中正確的是 （ ） A、氨氣可用排水法收集 B、氨水呈堿性 C、氨氣和酸相遇都能產(chǎn)生白煙 D、在反應(yīng)NH3+H+=NH4+中，氨失去電子被氧化小試牛刀B若實(shí)驗(yàn)室只有單孔塞，能否用上述裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)？如能，應(yīng)如何引發(fā)噴泉？想一想？ 3.、在氨的噴泉實(shí)驗(yàn)中，若燒瓶被水完全充滿，燒瓶?jī)?nèi)溶液的物質(zhì)的量濃度是多少？（假設(shè)實(shí)驗(yàn)是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下進(jìn)行） 氨氣體積設(shè)為VL 注意：氨水中溶質(zhì)是NH3，不是NH3

14、H2O ；氨氣物質(zhì)的量為(V/22.4)mol氨水溶液體積也是VL氨水的物質(zhì)的量濃度為: C=(V/22.4)/V= 0.045 mol/L 氨水濃度越大，密度越小。N2NH3O2NOO2NO2H2OHNO3思考與交流：氨經(jīng)一系列反應(yīng)可以得到硝酸,如下圖所示試指出上述變化中氮元素化合價(jià)的變化，并完成各步反應(yīng)方程式。氨催化氧化是工業(yè)制硝酸的基礎(chǔ) 2NO + O2 = 2NO23NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O催化劑 N2+3H2 2NH3 1下列反應(yīng)中氣體只作氧化劑的是 （ ） A.Cl2通入水中 B.Cl2通入KBr溶液中 C.二氧化硫通入氯水中 D.NO2通入水中2.將充有20ml N2和NO2氣