2022-2023學(xué)年蘇教版必修第二冊 7-2-1 氨氣 學(xué)案

第二單元重要的含氮化工原料第一課時(shí)氨氣新課程標(biāo)準(zhǔn)素養(yǎng)目標(biāo)1.了解氨的性質(zhì)及應(yīng)用，理解噴泉實(shí)驗(yàn)的原理。2．能從不同視角認(rèn)識含氮化合物之間轉(zhuǎn)化的條件和方式。1.能運(yùn)用化學(xué)變化的規(guī)律說明氨氣的化學(xué)性質(zhì)。(宏觀辨識與微觀探析)2．能依據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的噴泉實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)操作并對實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探究或改進(jìn)，敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新。(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識)課堂篇·互動探究合作討論考點(diǎn)一氨氣的性質(zhì)[教材預(yù)習(xí)]1．物理性質(zhì)顏色氣味狀態(tài)水溶性密度無色________氣味氣體________溶于水，常溫常壓下1體積水大約溶解________體積氨氣比空氣________用途氨氣易液化，液態(tài)氨在工業(yè)上常用作________2.化學(xué)性質(zhì)(1)實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象主要結(jié)論在干燥的燒瓶中充滿氨氣，塞上有玻璃管和膠頭滴管(預(yù)先吸入少量水)的膠塞，打開止水夾，擠壓膠頭滴管。產(chǎn)生紅色噴泉氨氣易溶于水，水溶液顯堿性在一支潔凈的試管中滴加幾滴濃氨水，將濕潤的紅色石蕊試紙(或pH試紙)粘在玻璃棒一端靠近試管口濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)(濕潤的pH試紙變藍(lán))氨氣的水溶液顯堿性續(xù)表實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象主要結(jié)論在一只潔凈的燒杯中放兩個(gè)棉花球，在兩個(gè)棉花球上分別滴幾滴濃氨水和濃鹽酸，用表面皿蓋住燒杯口有白煙產(chǎn)生NH3與HCl反應(yīng)生成NH4Cl固體形成白煙(2)氨與水反應(yīng)氨氣溶于水形成的水溶液稱為氨水。大部分氨分子能與水發(fā)生反應(yīng)，生成NH3·H2O：________________，一水合氨電離：________________，因此氨水顯________性。(3)氨與酸反應(yīng)①與HCl反應(yīng)，化學(xué)方程式為__________________________________________。②與H2SO4反應(yīng)，化學(xué)方程式為__________________________________________。(4)氨的還原性氨中氮元素的化合價(jià)是________，是氮元素的最低價(jià)態(tài)，因此，氨具有________性，氨的催化氧化的熱化學(xué)方程式為____________________________________________。答案：1.刺激性極易700小制冷劑2.(2)NH3＋H2ONH3·H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－弱堿(3)①NH3＋HCl=NH4Cl②2NH3＋H2SO4=(NH4)2SO4(4)－3還原4NH3(g)＋5O2(g)eq\o(=,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))4NO(g)＋6H2O(g)ΔH＝－904kJ·mol－1[探究提升]1．液氨、氨水與一水合氨的比較液氨氨水一水合氨類別純凈物(非電解質(zhì))混合物(既不是電解質(zhì)，也不是非電解質(zhì))純凈物(電解質(zhì))物質(zhì)成分NH3分子NH3、H2O、NH3·H2O、NHeq\o\al(＋,4)、OH－、H＋(極少)NH3·H2O主要性質(zhì)①具有還原性②不具有堿性具有各成分的性質(zhì)①一元弱堿，具有堿的通性，可與酸反應(yīng)，例如NH3·H2O＋HCl=NH4Cl＋H2O；②不穩(wěn)定性：NH3·H2Oeq\o(=,\s\up17(△))NH3↑＋H2O聯(lián)系氨的水溶液叫氨水，氨水中含有NH3、NH3·H2O2.氨與酸的反應(yīng)(1)將分別蘸有濃氨水和濃鹽酸的玻璃棒接近時(shí)產(chǎn)生大量白煙，這是因?yàn)榘彼袚]發(fā)出的NH3與鹽酸中揮發(fā)出的HCl化合生成了NH4Cl小顆粒，化學(xué)方程式為NH3＋HCl=NH4Cl。(2)氨也和其他酸反應(yīng)生成相應(yīng)的銨鹽，與濃硝酸等揮發(fā)性酸相遇會產(chǎn)生白煙，與濃硫酸等難揮發(fā)性酸不會產(chǎn)生白煙。(3)氨可與濃硫酸反應(yīng)，故不可用濃硫酸干燥氨氣。3．氨氣的檢驗(yàn)用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)變藍(lán)色，或用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近有白煙生成。[對點(diǎn)練習(xí)]1．如圖所示，利用培養(yǎng)皿探究氨氣的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)時(shí)向NaOH固體上滴幾滴濃氨水，立即用另一表面皿扣在上面。表格中對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所做的解釋正確的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋A濃鹽酸附近產(chǎn)生白煙NH3與濃鹽酸揮發(fā)出的HCl反應(yīng)產(chǎn)生了NH4Cl固體B濃硫酸附近無明顯現(xiàn)象NH3與濃硫酸不能發(fā)生反應(yīng)C氯化物溶液變渾濁該溶液一定是AlCl3溶液D干燥紅色石蕊試紙不變色，濕潤紅色石蕊試紙變藍(lán)NH3是一種可溶性堿答案：A解析：濃硫酸可以與氨氣發(fā)生反應(yīng)，B錯(cuò)誤；與氨氣反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀的不一定是氯化鋁溶液，還可能是氯化鎂等，C錯(cuò)誤；氨氣能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，是由于NH3與水反應(yīng)生成的NH3·H2O顯堿性，但NH3不是堿，D錯(cuò)誤。2．下列關(guān)于氨的敘述中，錯(cuò)誤的是()A．氨易液化，因此可用作制冷劑B．氨極易溶于水，因此可用來做噴泉實(shí)驗(yàn)C．氨極易溶于水，因此氨水比較穩(wěn)定(不容易分解)D．氨溶于水顯弱堿性，因此可使酚酞試劑變?yōu)榧t色答案：C(1)NH3是中學(xué)化學(xué)中唯一能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，常用此性質(zhì)檢驗(yàn)NH3。(2)氨水濃度越大，密度越小。(3)1L1mol·L－1氨水中含NH3、NH3·H2O、NHeq\o\al(＋,4)的物質(zhì)的量之和為1mol，而不是指NH3·H2O為1mol。考點(diǎn)二噴泉實(shí)驗(yàn)[教材預(yù)習(xí)]探究氨氣極易溶于水——噴泉實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象產(chǎn)生現(xiàn)象的原因打開彈簧夾，輕輕擠壓膠頭滴管，使少量水進(jìn)入燒瓶。燒杯中的水由玻璃管進(jìn)入燒瓶，形成美麗的紅色噴泉氨氣極易溶解于水，使燒瓶內(nèi)的壓強(qiáng)迅速減小，燒杯內(nèi)的水在大氣壓的作用下，噴入燒瓶；燒瓶內(nèi)液體呈紅色，說明氨氣溶于水得到的溶液顯堿性(1)噴泉實(shí)驗(yàn)中引發(fā)噴泉的實(shí)驗(yàn)操作是什么？提示：打開彈簧夾，擠壓膠頭滴管。(2)擠壓膠頭滴管后，會形成紅色噴泉，說明氨氣的什么性質(zhì)？結(jié)合反應(yīng)方程式作出解釋。提示：說明氨氣極易溶于水，氨氣與水反應(yīng)形成的氨水呈堿性，反應(yīng)為NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－。(3)結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)操作，指出該噴泉實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵有哪些？提示：①裝置氣密性良好；②圓底燒瓶干燥；③圓底燒瓶中充滿氨氣。(4)將蘸有濃鹽酸和濃氨水的玻璃棒靠近，有大量白煙產(chǎn)生，其原因是什么？寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示：濃氨水和濃鹽酸均具有揮發(fā)性，揮發(fā)出的NH3與HCl化合生成NH4Cl固體小顆粒，故產(chǎn)生白煙，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH3＋HCl=NH4Cl。(5)NH3具有還原性，在催化劑作用下被O2氧化成NO，這是工業(yè)制HNO3的基礎(chǔ)，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))4NO＋6H2O。(6)結(jié)合氨氣的性質(zhì)，判斷NH3的用途有哪些？提示：①氨是氮肥工業(yè)、有機(jī)合成工業(yè)及制造硝酸、銨鹽和純堿的原料。②氨易液化，液氨可用作制冷劑。[探究提升]1．噴泉形成的原理容器內(nèi)外存在較大的壓強(qiáng)差，在壓強(qiáng)差的作用下，液體迅速流動，通過帶有尖嘴的導(dǎo)管噴出來，即形成噴泉。2．使容器內(nèi)外產(chǎn)生較大壓強(qiáng)差的兩種方法(1)減小內(nèi)壓法：如圖Ⅰ所示。eq\x(\a\al(容器內(nèi)氣體,與水或其他,液體接觸))?eq\x(\a\al(氣體溶解,或發(fā)生化,學(xué)反應(yīng)))?eq\x(\a\al(容器內(nèi)壓,強(qiáng)減小))?eq\x(\a\al(外部液體,迅速進(jìn)入,形成噴泉))例如：氣體HClNH3CO2、SO2NO2＋O2吸收劑水或NaOH溶液水或鹽酸NaOH溶液水(2)增大外壓法：如圖Ⅱ所示。eq\x(\a\al(錐形瓶內(nèi),存在揮發(fā),性液體或,其他液體))?eq\x(\a\al(液體受熱揮發(fā),或發(fā)生化學(xué)反,應(yīng)產(chǎn)生氣體))?eq\x(\a\al(錐形瓶內(nèi),氣壓增大))?eq\x(\a\al(錐形瓶內(nèi),液體迅速,流入燒瓶,形成噴泉))例如濃鹽酸、濃氨水、酒精等。3．噴泉實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的問題(1)盛氣裝置要預(yù)先進(jìn)行氣密性檢查，只有氣密性良好才能使用。(2)圓底燒瓶在充入氨氣前應(yīng)是干燥的。(3)圓底燒瓶內(nèi)要充滿氨氣，氨氣過少往往不能形成噴泉。(4)玻璃導(dǎo)管插入滴加酚酞溶液的水中的部分不能太短，以防導(dǎo)管過早地與水脫離而導(dǎo)致噴泉停噴。4．噴泉實(shí)驗(yàn)的有關(guān)計(jì)算(1)實(shí)驗(yàn)完成后，溶液充滿燒瓶，溶質(zhì)的物質(zhì)的量與氣體的物質(zhì)的量相同(由體積換算確定)。標(biāo)準(zhǔn)狀況下若燒瓶體積為VL，則有V(aq)＝VL，nB＝eq\f(VL,22.4L·mol－1)，cB＝eq\f(nB,Vaq)＝eq\f(\f(VL,22.4L·mol－1),VL)＝eq\f(1,22.4)mol·L－1。(2)若溶質(zhì)由部分氣體轉(zhuǎn)化而成，則依實(shí)際情況判斷。如體積為VL的NO2與O2的混合氣體按4∶1混合后做噴泉實(shí)驗(yàn)，發(fā)生的反應(yīng)為4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，則有V(aq)＝VL，nB＝eq\f(4,5)×eq\f(VL,22.4L·mol－1)，cB＝eq\f(\f(\f(4,5)VL,22.4L·mol－1),VL)＝eq\f(1,28)mol·L－1。[對點(diǎn)練習(xí)]3．噴泉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。應(yīng)用下列各組氣體—溶液，能出現(xiàn)噴泉現(xiàn)象的是()答案：B解析：本題考查噴泉實(shí)驗(yàn)，涉及物質(zhì)間的反應(yīng)等知識。H2S在稀鹽酸中的溶解度很小，所以不能產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；HCl能與稀氨水反應(yīng)，且HCl極易溶于水，使燒瓶內(nèi)的壓強(qiáng)突然減小而產(chǎn)生壓強(qiáng)差，所以會產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象，B正確；NO不溶于稀硫酸，所以不能產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象，C錯(cuò)誤；CO2在飽和NaHCO3溶液中溶解度很小，所以不能產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象，D錯(cuò)誤。4．下圖是課外活動小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的4個(gè)噴泉實(shí)驗(yàn)方案，下列操作不可能引發(fā)噴泉的是()A．?dāng)D壓裝置①的膠頭滴管使CCl4全部進(jìn)入燒瓶，片刻后打開止水夾B．?dāng)D壓裝置②的膠頭滴管使NaOH溶液全部進(jìn)入燒瓶，片刻后打開止水夾C．用鼓氣裝置從裝置③的a處不斷鼓入空氣并打開止水夾D．在裝置④的水槽中慢慢加入足量濃硫酸并打開止水夾答案：B解析：H2與NaOH溶液不反應(yīng)，且H2難溶于水，不能使燒瓶內(nèi)外形成較大壓強(qiáng)差，故不能引發(fā)噴泉。5．利用如圖所示的裝置，可以驗(yàn)證NH3和HCl的有關(guān)性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)前a、b、c活塞均關(guān)閉。(1)若要在燒瓶Ⅰ中產(chǎn)生“紅色噴泉”，燒瓶Ⅱ中不產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，其操作方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若要燒瓶Ⅱ中產(chǎn)生“藍(lán)色噴泉”，燒瓶I中不產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，其操作方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若關(guān)閉b活塞，打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管，在燒瓶中可觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若要在該裝置中產(chǎn)生“紅藍(lán)雙色噴泉”現(xiàn)象，其操作方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)打開a、b活塞，再用熱毛巾捂熱燒瓶Ⅰ(2)先打開b、c活塞，再擠壓膠頭滴管(3)燒瓶Ⅱ中導(dǎo)管口處產(chǎn)生白煙(4)先打開a、c活塞，再擠壓膠頭滴管，片刻后，再打開b活塞[知識構(gòu)建][要點(diǎn)背熟](1)特殊的性質(zhì)：①氨氣極易溶于水，能發(fā)生噴泉實(shí)驗(yàn)；②氨氣能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)。(2)氨氣的性質(zhì)——與水、酸反應(yīng)，具有還原性。①NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－②NH3＋HCl=NH4Cl、2NH3＋H2SO4=(NH4)2SO4③a.氨的催化氧化：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))4NO＋6H2Ob．在純氧中燃燒：4NH3＋3O2eq\o(=,\s\up17(點(diǎn)燃))2N2＋6H2O效果篇·排查基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)檢測[基礎(chǔ)排查]1．判斷正誤，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”。(1)氨是堿性氣體，因此可用作制冷劑()(2)1mol·L－1的氨水中c(NH3·H2O)為1mol·L－1()(3)濃氨水與所有酸反應(yīng)過程均可產(chǎn)生白煙()(4)NH3溶于水能導(dǎo)電，因此NH3為電解質(zhì)()(5)任何銨鹽受熱均生成NH3()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×2．嘗試解答。(1)根據(jù)NH3與H2O的反應(yīng)原理分析：氨水中存在哪些微粒？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)實(shí)驗(yàn)室能否用加熱氯化銨的方法制取氨氣？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)實(shí)驗(yàn)室制取氨氣時(shí)常在收集氨氣的試管口塞一團(tuán)疏松的棉花團(tuán)，這么做的目的是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(1)提示：氨水是氨氣的水溶液，NH3溶于水發(fā)生了反應(yīng)：NH3＋H2ONH3·H2O，所以氨水的主要成分為NH3·H2O，由于NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－，所以氨水中存在的微粒有①分子：NH3·H2O、H2O、NH3；②陽離子：NHeq\o\al(＋,4)、H＋；③陰離子：OH－。(2)提示：不能。氯化銨受熱分解生成的氨氣和氯化氫遇冷會重新結(jié)合成氯化銨。(3)提示：防止氨氣與空氣形成對流。3．能鑒別Na2SO4、NH4NO3、KCl、(NH4)2SO4四種溶液(可以加熱)的一種試劑是()A．BaCl2溶液 B．Ba(NO3)2溶液C．Ba(OH)2溶液 D．AgNO3溶液答案：C解析：Ba(OH)2溶液和Na2SO4溶液混合有白色沉淀生成；Ba(OH)2溶液和NH4NO3溶液混合產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體；Ba(OH)2溶液和KCl溶液混合無明顯現(xiàn)象；Ba(OH)2溶液和(NH4)2SO4溶液混合既有白色沉淀生成，又產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體。4．下列關(guān)于氨水的敘述正確的是()A．氨水顯堿性，是因?yàn)榘彼且环N弱堿B．氨水和液氨成分相同C．氨水中物質(zhì)的量濃度最大的粒子是NH3(除水外)D．1mol·L－1的氨水指在1L溶液中含NH3、NH3·H2O、NHeq\o\al(＋,4)物質(zhì)的量之和為1mol答案：D解析：溶于水的氨氣大部分與水反應(yīng)生成NH3·H2O，所以除水外，物質(zhì)的量濃度最大的粒子是NH3·H2O；NH3·H2O是一種弱堿，在水中發(fā)生部分電離使溶液呈堿性；氨水中共含有六種粒子，分別是H2O、NH3、NH3·H2O、NHeq\o\al(＋,4)、OH－和少量的H＋，是一種混合物，液氨是純凈物。5．某化學(xué)興趣小組利用下列圖示裝置探究氨氣的性質(zhì)。(1)①中濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)；說明氨氣水溶液呈________性，化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)向②中滴入濃鹽酸，現(xiàn)象為____________，反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(3)將灼熱的鉑絲伸入③中錐形瓶，可觀察到鉑絲保持紅熱，有紅棕色氣體及少量白煙生成。該過程會同時(shí)發(fā)生多個(gè)反應(yīng)，寫出NH3和O2催化氧化的方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________，該反應(yīng)為________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，錐形瓶中出現(xiàn)白煙，該物質(zhì)的化學(xué)式為____________________，瓶中紅棕色氣體為________(填化學(xué)式)。答案：(1)堿NH3＋H2ONH3·H2O(2)產(chǎn)生白煙NH3＋HCl=NH4Cl(3)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))4NO＋6H2O放熱NH4NO3NO2[課堂檢測]1．下列關(guān)于氨的噴泉實(shí)驗(yàn)形成的原理解釋正確的是()A．氨水顯堿性B．氨氣極易溶于水，燒瓶內(nèi)外形成壓強(qiáng)差C．氨氣易液化D．NH3溶于水后形成的溶液易揮發(fā)答案：B解析：氨之所以能做噴泉實(shí)驗(yàn)，是由于膠頭滴管擠入的少量水可使燒瓶內(nèi)的氨氣迅速溶于水，燒瓶內(nèi)外形成了壓強(qiáng)差。2．氨能被氧氣氧化，經(jīng)一系列反應(yīng)得到硝酸。分析如圖實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論錯(cuò)誤的是()A．濃氨水具有揮發(fā)性B．濃氨水中含有NH3·H2OC．若Pt絲始終保持紅熱，則該反應(yīng)放熱，催化劑是PtD．錐形瓶口有少量紅棕色氣體出現(xiàn)，圖中反應(yīng)為4NH3＋7O2=4NO2＋6H2O答案：D3．下列裝置不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)答案：A解析：A項(xiàng)收集NH3的集氣瓶口無棉花；B項(xiàng)NH3通入CCl4中，NH3不溶于CCl4，不會產(chǎn)生倒吸，逸出的NH3又可被稀硫酸吸收；C項(xiàng)向長頸漏斗中加一定量水，沒過長頸漏斗的下端，關(guān)閉止水夾，再加一定量的水，長頸漏斗中形成一段水樁且液面不下降，可說明氣密性良好，反之，氣密性不好；D項(xiàng)，收集比空氣密度小的氣體NH3，應(yīng)該短管進(jìn)氣長管出氣。4．如圖裝置中，干燥燒瓶內(nèi)盛有某種氣體，燒杯和滴管內(nèi)盛放某種溶液。擠壓滴管的膠頭，下列與實(shí)驗(yàn)事實(shí)不相符的是()A．SO2(飽和NaHSO3溶液)/無