高中化学必修一第四章第四节__氨_硝酸_硫酸.ppt
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1、第四节 氨 硝酸 硫酸 1、氮的固定:、氮的固定: 将游离态的氮转变为氮的化合物的方法。将游离态的氮转变为氮的化合物的方法。自然固氮:自然固氮:豆科植物固氮豆科植物固氮 人工固氮:人工固氮:工业合成氨工业合成氨雷雨天产生一氧化氮气体雷雨天产生一氧化氮气体 一、氨一、氨N2 +3 H2 2NH3高温高压高温高压 催化剂催化剂2、氨的物理性质、氨的物理性质 无色、有剌激性气味的气体无色、有剌激性气味的气体 比空气轻比空气轻 极极易溶于水(易溶于水(1:700) -常作致冷剂常作致冷剂 氨易液化(沸点氨易液化(沸点-33. 35 ) 还有氯气(沸点还有氯气(沸点-34. 6 ) 二氧化硫(沸点二氧化
2、硫(沸点-10 )还有哪些物质也可作致冷剂?还有哪些物质也可作致冷剂?酚酞试液氨 气书书p97页页实验实验48氨的喷泉实验氨的喷泉实验实验现象实验现象:a.烧杯内的水由玻璃管进入烧瓶烧杯内的水由玻璃管进入烧瓶内形成内形成喷泉喷泉;形成喷泉的形成喷泉的原因原因:当滴管中的水挤入到:当滴管中的水挤入到烧瓶中时,烧瓶内的氨溶解,使瓶内压烧瓶中时,烧瓶内的氨溶解,使瓶内压强迅速降低,瓶外的空气将烧杯内的溶强迅速降低,瓶外的空气将烧杯内的溶液很快压入到烧瓶,形成喷泉。液很快压入到烧瓶,形成喷泉。a.氨极易溶于水。氨极易溶于水。b.氨水显碱性。氨水显碱性。实验结论实验结论:b.b.烧瓶内溶液呈烧瓶内溶液呈
3、红红色。色。:3、氨的化学性质、氨的化学性质 氨水中含少量氢氧根离子,呈弱碱性,故能使酚氨水中含少量氢氧根离子,呈弱碱性,故能使酚酞试液酞试液变红变红。 NH3 + H2O NH3H2ONH4+ + OH-(1)氨与水反应氨与水反应 或或 NH3 + H2O NH4+ + OH- NH3 H2O = NH3 + H2ONH3+H2O NH3.H2O 液氨液氨 氨水氨水 物质种类物质种类 粒子种类粒子种类纯净物纯净物混合物混合物NH3 氨水和液氨的区别氨水和液氨的区别离子:离子:NH4+、OH-、 微量微量H+分子:分子:NHNH3 3、 H H2 2O O 、 NHNH3 3HH2 2O(O(
4、主要主要) ) 在氨的喷泉实验中,烧瓶内溶液的物质的量在氨的喷泉实验中,烧瓶内溶液的物质的量浓度是多少?(假设实验是在标准状况下进行)浓度是多少?(假设实验是在标准状况下进行) 氨气体积设为氨气体积设为VL 注意:氨水中溶质是注意:氨水中溶质是NH3,不是,不是NH3H2O 氨气物质的量为氨气物质的量为(V/22.4)mol 氨水溶液体积也是氨水溶液体积也是VL 氨水溶液物质的量浓度为氨水溶液物质的量浓度为 (V/22.4)/V= 0.045 mol/L(2) 氨与酸反应氨与酸反应 书书p98p98页页 (图(图4 42828) 步骤:步骤: 使两根分别蘸有浓氨水和浓盐酸的使两根分别蘸有浓氨水
5、和浓盐酸的 玻璃棒接近。玻璃棒接近。 (不要接触)(不要接触)两根玻璃棒靠近时产生大量白烟。两根玻璃棒靠近时产生大量白烟。 NH3+HCl=NH4Cl现象:现象: 结论结论: : 氨水挥发的氨水挥发的NHNH3 3与盐酸挥发的与盐酸挥发的HClHCl化化 合生成固体小颗粒合生成固体小颗粒NHNH4 4ClCl的缘故。的缘故。挥发性酸(挥发性酸(HCl、HNO3等)遇氨气均有白烟生等)遇氨气均有白烟生成;难挥发性酸成;难挥发性酸H2SO4、H3PO4无此现象。无此现象。NH3 HNO3NH4NO32NH3 H2SO4(NH4)2SO4 NH3+HCl=NH4Cl白烟白烟NH3 不能用浓硫酸干燥不
6、能用浓硫酸干燥. . (3)氨的催化氧化)氨的催化氧化4NH3 5O2 4NO+6H2O催化剂催化剂N2NH3O2NOO2NO2H2OHNO3思考与交流思考与交流:氨经一系列反应可以得到硝酸,氨经一系列反应可以得到硝酸, 如下图所示如下图所示1 1、试写出以下每一步转化的反应方程式。、试写出以下每一步转化的反应方程式。2 2、分析上述每一步反应中氮元素化合价的变、分析上述每一步反应中氮元素化合价的变 化,指出氮元素发生的是氧化反应还是还原反化,指出氮元素发生的是氧化反应还是还原反应。应。铵盐不稳定,铵盐不稳定,受热易分解受热易分解 (2)化学性质:)化学性质:NH4Cl NH3 HCl NH4
7、HCO3 NH3 H2O +CO2 4、铵盐、铵盐(1)物理性质:)物理性质:铵盐铵盐均溶于水,为白色固体均溶于水,为白色固体由铵根离子由铵根离子( (NH4+)和酸根离和酸根离 子构成的化合物子构成的化合物铵盐与碱反应铵盐与碱反应 NH4NO3 + NaOH = NaNO3+ NH3 + H2O应用:应用:a.a.实验室用来制实验室用来制NHNH3 3 2NH4Cl+Ca(OH)2 = CaCl2+2H2O+2NH3 b.b.用于用于NHNH4 4+ +的检验:的检验:加热时,能与碱液反应产生使湿润的红色石蕊试纸加热时,能与碱液反应产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体的物质一定是铵盐变蓝的气体
8、的物质一定是铵盐5、氨的用途、氨的用途工业制化肥工业制化肥有机合成的重要化工原料有机合成的重要化工原料作制冷剂作制冷剂6、氨的制备、氨的制备(一)氨的工业制备(一)氨的工业制备N2 +3 H2 2NH3高温高压高温高压 催化剂催化剂(3 3)装置:)装置:固固+ +固加热型固加热型(4 4)收集:)收集:向下排空气法向下排空气法(5 5)验满:)验满:( (与氧气的制取装置相同与氧气的制取装置相同) )(1 1)药品:)药品: 氯化铵晶体、消石灰固体氯化铵晶体、消石灰固体(2 2)原理:)原理:2NH2NH4 4Cl+Ca(OH)Cl+Ca(OH)2 2 = CaCl= CaCl2 2+2H+
9、2H2 2O+2NHO+2NH3 3( (二二).).氨的实验室制法氨的实验室制法 将湿润的红色石蕊试将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,如果试纸纸放在试管口,如果试纸变蓝,说明氨气已集满。变蓝,说明氨气已集满。(6 6)尾气吸收:)尾气吸收:浓硫酸吸收多余的氨气浓硫酸吸收多余的氨气. .装置:倒扣漏斗装置:倒扣漏斗干燥装置干燥装置CaOCaO、碱石灰等碱性干燥剂、碱石灰等碱性干燥剂注意:注意:无水无水CaClCaCl2 2不能干燥不能干燥NHNH3 3(形成(形成CaClCaCl2 2 8NH 8NH3 3) )2.2.棉花的作用:棉花的作用:防止空气对流,提高集气的速度和纯度。防止空气对流,提
10、高集气的速度和纯度。3.3.实验室中还可以用哪些方法快速制氨气:实验室中还可以用哪些方法快速制氨气:加热浓氨水法加热浓氨水法浓氨水加生石灰法浓氨水加生石灰法(生石灰吸水、溶解时放热)(生石灰吸水、溶解时放热)CaO浓氨水浓氨水思考:思考:1.用氢氧化钠代替氢氧化钙好吗?用氢氧化钠代替氢氧化钙好吗? 氢氧化钠易吸水,易结块,不易产生氢氧化钠易吸水,易结块,不易产生NHNH3 3;热的氢氧化钠对玻璃有腐蚀作用。热的氢氧化钠对玻璃有腐蚀作用。一、硫酸一、硫酸1.使指示剂变色:使指示剂变色:2.与活泼金属反应放出氢气与活泼金属反应放出氢气 (硝酸除外)(硝酸除外)3.与碱发生中和反应:与碱发生中和反应
11、:4.与碱性氧化物反应:与碱性氧化物反应:5.与某些盐反应:与某些盐反应:使使紫色紫色石蕊试液石蕊试液变红变红H+ OH = H2O2H+ CuO = Cu2+ H2O2H+ CO32 = H2O + CO2(一)稀硫酸具有酸的通性具有酸的通性 H2SO4=2H+SO42( (二二) )浓硫酸浓硫酸浓浓H H2 2SOSO4 4的物理性质的物理性质A.A.色态:无色、粘稠的油状液体色态:无色、粘稠的油状液体B.B.沸点:约沸点:约338338难挥发酸(高沸点酸)难挥发酸(高沸点酸)C.C.密度:密度:1.84g/cm1.84g/cm3 3高密度酸高密度酸D.D.溶解性:跟水任意比互溶,溶解放出
12、大量热溶解性:跟水任意比互溶,溶解放出大量热。思考思考 浓硫酸应如何稀释?浓硫酸应如何稀释? 用于制易挥发用于制易挥发酸,如盐酸。酸,如盐酸。 吸水性吸水性用途:可以作干燥剂用途:可以作干燥剂 浓硫酸吸收物质浓硫酸吸收物质本来就有的水本来就有的水, 直接与水分子结合;直接与水分子结合; 2. 浓硫酸浓硫酸不能干燥不能干燥碱性气体:碱性气体:NHNH3 3还原性气体:还原性气体:H H2 2S S HBr、HI2. 浓硫酸浓硫酸 (2) 脱水性脱水性脱水性是指浓硫酸能把有机物中的氢氧原脱水性是指浓硫酸能把有机物中的氢氧原子按子按2 2:1 1(H H2 2O O)的个数比脱去。)的个数比脱去。
13、【实验【实验】取取10g蔗糖蔗糖放入小烧杯中,加入放入小烧杯中,加入几滴几滴水水,用玻璃棒搅拌均匀,再加入,用玻璃棒搅拌均匀,再加入10mL浓硫酸浓硫酸,并用玻璃棒迅速搅拌。观察物质的颜色、体并用玻璃棒迅速搅拌。观察物质的颜色、体积变化并闻味。积变化并闻味。现象现象: :蔗糖变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的蔗糖变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状的炭,并有刺激性气味的气体产生。海绵状的炭,并有刺激性气味的气体产生。C12H22O11 12C + 11H2O浓硫酸浓硫酸2H2SO4 (浓浓) + C= CO2 + 2H2O + 2SO2脱水性脱水性氧化性氧化性 浓硫酸的吸水性和脱水性有什么区别?浓
14、硫酸的吸水性和脱水性有什么区别?吸水性是指浓硫酸直接与水分子结合。吸水性是指浓硫酸直接与水分子结合。 脱水性是指浓硫酸将许多有机物中的脱水性是指浓硫酸将许多有机物中的氢、氧元素按水的比例脱去。氢、氧元素按水的比例脱去。吸收现成的水吸收现成的水反应生成水反应生成水问题?问题? 在试管中在试管中放入一块铜片,放入一块铜片,加入少量的加入少量的浓硫酸,加热。浓硫酸,加热。通入品红溶液,通入品红溶液,检验放出的气体;检验放出的气体;再通入紫色的再通入紫色的石蕊溶液;石蕊溶液;把反应后的溶把反应后的溶液倒在水中稀释液倒在水中稀释。实实 验验现象现象: 加热能反应,产生的气加热能反应,产生的气体能使品红褪
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