搜索
第二单元生产生活中的含氮化合物第2课时氮肥的生产和使用2第课时氮肥的生产和使用课堂互动讲练探究整合应用课前自主学案知能优化训练课前自主学案一、氨1．合成氨工艺(1)开发者：德国化学家______和波施等。(2)化学方程式：___________________。自主学习哈伯2．氨的物理性质颜色状态气味溶解性液化性_____气体有_______气味______溶于水，1体积水溶解____体积氨气____液化无色刺激性极易700易3.氨的化学性质4．氨水的组成和性质(1)组成：氨气的水溶液,其溶质的化学式为_____。(2)挥发性：____挥发，所以应密封保存。(3)弱碱性：电离方程式为：___________________________。5．氨的用途(1)液氨可用作制冷剂。(2)制铵态氮肥。NH3易NH3·H2ONH＋4＋OH－二、铵盐1．概念：由__________和__________构成的化合物。2．物理性质：大多数为___色晶体，___溶于水。3．化学性质2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O铵根离子酸根离子白易4．氮肥(1)分类名称硫酸铵氯化铵________硝酸铵碳酰二胺俗名__________碳铵_____尿素化学式(NH4)2SO4NH4Cl________NH4NO3CO(NH2)2类别铵态氮肥硝态氮肥有机氮肥碳酸氢铵硫铵氯铵硝铵NH4HCO3(2)使用注意事项(ⅰ)贮存：密封放在阴凉处。(ⅱ)施用：埋在土壤中，避免与____性肥料(如草木灰)混用。三、自然界中的氮循环1．氮的固定(1)概念：将________的氮转化为________的氮的方法。碱游离态化合态(2)分类氮的固定______固氮高能固氮生物固氮人工固氮______固氮_________仿生固氮自然合成氨工业2．自然界中的氮循环1．1mol/L的氨水中，是指NH3·H2O的浓度为1mol/L吗？问题探究【提示】不是，氨水浓度是以溶解的NH3的物质的量计算的，故1mol/L的氨水表示溶液中NH3、NH3·H2O、NH＋4的浓度之和为1mol/L。2．用氨气做喷泉实验，若要实验成功，需要注意哪些问题？【提示】(1)装置气密性良好；(2)气体和烧瓶要干燥；(3)气体纯净且充满烧瓶。1．下列物质中可用来干燥NH3的是()A．浓硫酸B．CaCl2C．P2O5D．碱石灰解析：选D。NH3是碱性气体，能与浓H2SO4、P2O5等酸性干燥剂反应，CaCl2与NH3能生成一种配合物。自主体验2．(2009年高考上海卷)用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火。其原因是()①幕布的着火点升高②幕布的质量增加③氯化铵分解吸收热量，降低了温度④氯化铵分解产生的气体隔绝了空气A．①②B．③④C．①③D．②④答案：B3．(2011年台州高一检测)检验某晶体是否是铵盐时,将待检物取出少量放在试管中，接下来的操作是()A．加烧碱溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸放在管口检验B．直接加热，用湿润的红色石蕊试纸放在管口检验C．加烧碱溶液，加热，向试管中滴加紫色石蕊试液D．加水溶解，滴加无色酚酞试液，观察是否变红解析：选A。铵盐的检验是间接检验，即根据铵盐与碱反应放出氨气，通过验证氨气的生成来证明存在NH，即为铵盐。课堂互动讲练氨的化学性质1．与水反应：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋4＋OH－。前一个可逆符号表示NH3与水反应为一可逆反应，后一个可逆符号表示NH3·H2O为弱电解质，只能部分电离出OH－和NH＋4，为一元弱碱，具有碱的通性。包括使酚酞试液显红色，红色石蕊试纸变蓝。NH3·H2O不稳定，受热易分解：NH3·H2O=====△NH3↑＋H2O。氨水的密度小于1g·mL－1，且溶液越浓密度越小。2．与酸反应——表现碱的性质NH3＋HCl===NH4ClNH3＋HNO3===NH4NO3(NH3与挥发性酸反应有白烟产生，可用浓盐酸检验NH3)3．氨中氮元素处于其最低价态－3价，具有还原性，易与氧化剂(Cl2、O2、CuO等)反应4NH3＋5O2=====催化剂△4NO＋6H2O例1有关氨的性质的叙述正确的是()A．氨能在空气中燃烧B．氨水呈碱性C．氨气和酸相遇都能产生白色烟雾D．在反应NH3＋H＋===NH＋4中，氨气失去电子，被氧化【解析】A项氨不能在空气中燃烧。C项氨气与不挥发性酸不能产生白烟。D项此反应元素的化合价都未改变，没有电子得失。【答案】B变式训练1(2011年龙岩高一检测)氨水显弱碱性的主要原因是()A．通常状况下，氨气在水中的溶解度不大B．氨水中的NH3·H2O电离出少量的OH－C．溶于水的氨分子只有少量发生电离D．氨本身的碱性弱解析：选B。氨气溶于水后大部分与水结合生成一水合氨(NH3·H2O)，NH3·H2O仅有小部分电离成NH＋4和OH－，因此显弱碱性，它既不是因为氨气在水中的溶解度不大，也不是因为氨分子电离的少(在水溶液里氨分子是不电离的)，更不是因为氨本身的碱性弱。氨气的实验室制法1．反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O2．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：盛有碱石灰或NaOH固体的干燥管(或U形管)。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。特别提醒：(1)收集氨气的试管口堵一团棉花的作用：防止氨气和空气发生对流，提高收集速率和氨气的纯度。(2)不能用浓硫酸、P2O5作干燥剂，也不能用无水CaCl2作干燥剂,前两者与氨气反应生成相应的盐，后者则是因为发生如下反应：CaCl2＋8NH3===CaCl2·8NH3。(3)不能用NH4NO3和NH4HCO3代替NH4Cl，前者受热可能发生爆炸，后者因自身受热分解产生CO2，而使制得的氨气不纯。(4)不能用NaOH、KOH代替熟石灰,因为NaOH、KOH易潮解而使反应物板结，而且在加热时对试管有较强的腐蚀性，易使试管破裂。(2011年镇江高一期末)现有化学试剂：NH4Cl浓溶液、生石灰及常用干燥剂，制取干燥、纯净的氨气。(1)请从下面的仪器中选择制取氨气的发生装置________(写序号，要求使用的仪器最少且合理)。例2(2)写出用NH4Cl浓溶液与生石灰反应制取氨气的理由_____________________________。(3)实验操作时，关键之处是_____________________________。理由是_____________________________。(4)干燥氨气应选用的干燥剂是_____________________________。【思路点拨】解答本题，要注意以下三点：(1)利用实验室铵盐和碱反应制氨气的本质分析反应原理。(2)利用反应物的特点和制备原理确定反应装置。(3)氨气极易溶于水，尽可能避免水的干扰。【解析】铵盐和碱反应制氨气的本质是：NH＋4＋OH－=====△NH3↑＋H2O，在该实验中，NH4Cl浓溶液提供NH＋4，生石灰和水反应生成氢氧化钙提供OH－，反应过程中放出的热量提供加热条件，所以用NH4Cl浓溶液与生石灰反应可以制取氨气。该装置的类型为“固体＋液体―→气体”，所以应该选择装置D。因为氨气极易溶于水，所以如果把生石灰加到NH4Cl浓溶液中，产生的氨气会大量溶于水，不容易生成；而将NH4Cl浓溶液逐滴滴加到生石灰中，生石灰可以充分吸收水，有利于氨气的生成。【答案】(1)D(2)生石灰遇水生成氢氧化钙并放热，氢氧化钙和氯化铵受热生成氨气[或CaO＋H2O===Ca(OH)2，放热反应，Ca(OH)2＋2NH4Cl=====△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O](3)将NH4Cl浓溶液逐滴滴加到生石灰中生石灰可以充分吸收水，在水较少条件下反应易发生，NH3易生成(4)碱石灰(或NaOH固体)【规律方法】以氨水为原料制氨气的方法和装置方法原理装置加热浓氨水NH3·H2O=====△NH3↑＋H2O方法原理装置浓氨水和NaOH固体混合NaOH固体溶于水放出大量的热，加速氨水的分解生石灰和浓氨水混合CaO和水反应放出大量的热，加速氨水的分解变式训练2氨气是化学实验室常需制取的气体。实验室制取氨气通常有两种方法：①用固体氢氧化钙与氯化铵共热；②在常温下用固体氢氧化钠与浓氨水反应。(1)如图所示的制取装置图中，方法①应选用装置______(填“A”或“B”，下同)，方法②应选用装置________。(2)在制取后，如果要干燥氨气，应选用的干燥剂是________。A．浓硫酸B．固体氢氧化钠C．五氧化二磷(3)检验集气瓶中是否收集满氨气的方法是_________________________________。解析：A装置适用于固体与固体加热制气体，B装置适用于液体与固体(或液体)不加热制气体。NH3为碱性气体，只能用碱性干燥剂干燥。检验NH3一般用湿润的红色石蕊试纸。答案：(1)AB(2)B(3)将湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口，若试纸变蓝，说明NH3已集满(或其他合理答案)探究整合应用喷泉实验原理的实验探究1．喷泉形成的原理容器内外存在较大的压强差。在这种压强差的作用下，液体迅速流动，通过带有尖嘴的导管喷出来，即形成喷泉。2．使容器内外产生较大的压强差的方法(1)减小容器内压强①容器内气体极易溶于水；②容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应而被吸收。当外部的水或溶液接触容器内气体时，由于气体与溶液中的溶质发生化学反应而被吸收，从而使容器内气压迅速降低，在外界大气压作用下，外部液体迅速进入容器，通过尖嘴导管喷出，形成喷泉。(2)增大容器内压强容器内的液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或由于发生化学反应，容器内产生大量气体，使容器内压强迅速增大，促使容器内液体迅速向外流动，也能形成喷泉。例如喷雾器、人造喷泉等均是利用了此原理。3．形成喷泉的关键(1)装置气密性要好。(2)烧瓶要干燥。(3)气体的纯度要高。4．中学化学中常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂(1)NH3、HCl、HBr、NO2、SO2等在水中溶解度很大的气体溶于水能形成喷泉。(2)CO2、H2S、Cl2等气体虽然在水中溶解度不大，但在浓NaOH溶液中溶解能力强，所以它们溶于浓NaOH溶液能形成喷泉。(3)乙醇等易挥发的液体也会形成喷泉，原理与上述2中(2)相符。例(2011年重庆一中高一检测)(1)图甲为化学教学中所用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列组合中不．可能形成喷泉的是()A．HCl和H2OB．O2和H2OC．NH3和H2OD．CO2和NaOH溶液(2)某同学积极思考产生喷泉的其他方法，并设计了如图乙所示的装置。在图乙的锥形瓶中，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．NaHCO3与NaOH溶液C．CaCO3与稀硫酸D．NH4HCO3与稀硝酸这种方法产生喷泉的原理是_____________________________。(3)比较图甲和图乙两套装置，从产生喷泉的原理来分析，图甲是________上部烧瓶内压强；图乙是________下部锥形瓶内气体压强。(均填“增大”或“减小”)城市中常见的人造喷泉及火山喷发的原理与上述________(填“图甲”或“图乙”)装置的原理相似。【解析】解决此类问题一定要抓住喷泉的原理：即上下要有一定的压强差。甲装置只要是烧瓶中的气体极易溶于胶头滴管及烧杯中的液体或极易与胶头滴管及烧杯中的液体反应，从而使烧瓶中的压强减小