《生產(chǎn)生活中的含氮化合物》學(xué)案2

111第二單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物 課標(biāo)解讀課標(biāo)要求學(xué)習(xí)目標(biāo)了解氨及銨鹽的主要性質(zhì),認(rèn)識其在生產(chǎn)中的應(yīng)用。1.了解氨的物理性質(zhì),掌握氨的化學(xué)性質(zhì);2.了解銨鹽的性質(zhì);3.掌握銨根離子的檢驗方法。高考資源網(wǎng)知識再現(xiàn) w.w.w.g.k.x.x.c.o.m1 氨分子的結(jié)構(gòu)寫出氨的化學(xué)式、電子式和結(jié)構(gòu)式，_。氨分子氮的化合價為_，分子中含有_（極性、非極性）鍵，鍵角為_，分子構(gòu)型為_，氨分子為_（極性、非極性）分子。2 氨的物理性質(zhì)氨是沒有顏色、有_氣味的氣體；密度比空氣_；_溶于水且能快速溶解，在常溫、常壓下1體積水能溶解_體積氨。證明氨極易溶于水的實驗是_。3 氮的噴泉實驗（1）實驗操作：（2）實驗觀察到的現(xiàn)象：（3）為什么【實驗1】能形成噴泉？ 當(dāng)擠壓滴管的膠頭，膠頭滴管中的水進(jìn)入燒瓶，氨迅速溶解，使燒瓶內(nèi)_減小，在_作用下，燒杯內(nèi)的水迅速進(jìn)入燒瓶形成噴泉。4 氨的化學(xué)性質(zhì)（1）氨與水反應(yīng)氨溶于水時，大部分NH3與H2O結(jié)合，形成NH3H2O。NH3H2O可以部分電離生成_和_，所以氨水顯堿性，它能使酚酞試液變紅。請寫出有關(guān)方程式：_。（2）氨與酸反應(yīng)【實驗2】w.w.w.g.k.x.x.c.o.m實驗步驟：_；觀察到的現(xiàn)象：_；實驗結(jié)論：揮發(fā)性的強(qiáng)酸與氨氣在空氣中相遇便產(chǎn)生_的現(xiàn)象，如HCl，HBr，HI、HNO3等遇氨氣均有該現(xiàn)象產(chǎn)生，而H2SO4、H3PO4無此現(xiàn)象。（3）氨的還原性 工業(yè)上利用氨在催化劑（如鉑等）存在的情況下跟氧氣反應(yīng)來制取硝酸。寫出有關(guān)化學(xué)方程式，并指出反應(yīng)的氧化劑、還原劑。 _5常見的銨鹽有：_、_、_。銨鹽是_溶于水的_色晶體。 （1）銨鹽的受熱分解 氯化銨、碳酸氫銨受熱會發(fā)生分解反應(yīng)，特別是碳酸氫銨在_以上即可分解，寫出有關(guān)化學(xué)方程式。 _ _ （2）銨鹽與堿反應(yīng) 寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式： I硫酸銨與氫氧化鈉溶液反應(yīng)； II硝酸銨與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。 銨鹽遇堿會產(chǎn)生_,其離子方程式為_。 （3）NH3的實驗室制法 實驗室一般用_或_與_混合加熱來制取氨氣，不用硝銨或碳銨的原因是_；不用NaOH，KOH的原因是_。 氨氣的收集與驗滿：用_收集，并用_檢驗氨所是否收集滿。6 化學(xué)氮肥（1）化學(xué)氮肥主要包括銨態(tài)氮肥（主要成分為_）、硝態(tài)氮肥（主要成分為_）和有機(jī)態(tài)氮肥尿素_。(2)銨態(tài)氮肥常見的銨態(tài)氮肥如_是歷史上最長的氮肥。如何科學(xué)儲存和施用銨態(tài)氮肥？_銨鹽受熱易_，在儲存銨鹽時，應(yīng)密封包裝并放在_通風(fēng)處。施肥時，應(yīng)將其埋在土下以保持肥效，且不能跟_物質(zhì)如_、_等混合施用。尿素和復(fù)合化肥尿素的分子式_，它的含氮量高達(dá)_，是目前含氮量最高的氮肥。尿素作為氮肥有什么優(yōu)點？_工業(yè)上是怎樣合成尿素的？_復(fù)合化肥：目前使用較多的主要是含氮和磷的一類復(fù)合化肥。如磷酸一銨（NH4H2PO4）和磷酸二銨（NH4）2HPO4等。例題解析w.w.w.g.k.x.x.c.o.m【例1】如圖，實驗形成的“噴泉”的顏色為紅色。請回答下列問題：燒杯內(nèi)裝的是什么氣體？為什么會產(chǎn)生此種現(xiàn)象？在實驗中即使每一步都無誤，噴泉停止后，燒瓶也不能被水充滿，為什么？【解析】因為氣體遇酚酞試液變紅，必為堿性氣體NH3。此現(xiàn)象包含兩層含意：一是“噴泉”，二是“紅色”。當(dāng)小滴管中的水進(jìn)入燒瓶后，由于NH3極易溶于水（1 ：700），使燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，當(dāng)其壓強(qiáng)小于大氣壓時，燒杯中的水被壓入燒瓶，進(jìn)入燒瓶的水進(jìn)一步溶解NH3，使燒瓶中的壓強(qiáng)急劇下降，水會越來越迅速地沿尖嘴導(dǎo)管進(jìn)入燒瓶內(nèi)而形成“噴泉”的現(xiàn)象，直至燒瓶內(nèi)的NH3完全溶解為止。NH3 + H2O NH3H2O NH4+ + OH-而使酚酞變紅，從而產(chǎn)生紅色的噴泉。w.w.w.g.k.x.x.c.o.m因為NH3極易溶于水，只能用向下排空氣法收集，這樣很難使NH3充滿燒瓶，其中會殘留少量空氣，所以噴泉停止時，燒瓶內(nèi)一般不能充滿水?！纠?】某同學(xué)學(xué)習(xí)了氨的催化氧化反應(yīng)后，想自己設(shè)計并做一個探究實驗，探究氨在催化劑的作用下被空氣中的氧氣氧化的情況。經(jīng)過仔細(xì)考慮，他設(shè)計了如下實驗，請你認(rèn)真分析他設(shè)計的實驗，然后回答問題：實驗方法：在錐形瓶中加入濃氨水，然后將鉑絲加熱到紅熱狀態(tài)，將紅熱的鉑絲插入錐開瓶中，觀察現(xiàn)象。w.w.w.g.k.x.x.c.o.m（1）該同學(xué)想探究氨的催化氧化，他為什么選擇濃氨水？若想快速看到實驗現(xiàn)象，應(yīng)向濃氨水中加入什么物質(zhì)或進(jìn)行什么操作？（2）你推測他會看到什么現(xiàn)象？為什么？【解析】濃氨水具有揮發(fā)性，揮發(fā)出氨氣，氨在催化劑和加熱的條件下被氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮與空氣中的氧氣反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮，二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸（具有揮發(fā)性），硝酸遇到氨氣產(chǎn)生大量的白煙。 氨水除具有堿性外，還具有易揮發(fā)性，且濃度越大越易揮發(fā)，溫度越高越易揮發(fā)。所以，氨水保存時要注意密封，且放到低溫處保存。 由于氨水具有易揮發(fā)性，因此，向濃氨水中加入氫氧化鈉或加熱是實驗室中制備氨氣的一種簡便快捷的方法。w.w.w.g.k.x.x.c.o.m【答案】（1）濃氨水具有揮發(fā)性，可以揮發(fā)出氨氣，進(jìn)行氨的催化氧化實驗；該同學(xué)可向濃氨水中加入氫氧化鈉或加熱來加快濃氨水的揮發(fā)。（2）該同學(xué)會看到有紅棕色氣體出現(xiàn)，隨后又消失，然后出現(xiàn)白煙；原因是氨在催化劑的加熱的共同作用下被氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮與空氣中的氧氣反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮，二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸（具有揮發(fā)性），硝酸遇到氨氣產(chǎn)生大量的白煙?！纠?】能鑒別Na2SO4、NH4NO3、KCl、（NH4）2SO4四種溶液（可以加熱）的一種試劑是（ ）ABaCl2 B.Ba(NO3)2 C.Ba(OH)2 D.AgNO3【解析】NH4+的檢驗方法是：將待檢物取出少量置于試管中，加入NaOH溶液后，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙在管口檢驗，若試紙變藍(lán)色，則證明待檢物中含銨鹽（NH4+）：NH4+ + OH- NH3 + H2O 上述四種物質(zhì)中，有兩種含NH4+，另有兩種含SO42-，SO42-的檢驗用Ba2+,所以選擇Ba(OH)2來鑒別。將Ba(OH)2溶液分別加入到上述四種溶液中的現(xiàn)象分別為：只有白色沉淀；只有刺激性氣味的氣體；無現(xiàn)象；既有白色沉淀又有刺激性氣味的氣體。【答案】C w.w.w.g.k.x.x.c.o.m【例4】某同學(xué)在實驗室里發(fā)現(xiàn)了一瓶白色固體，加入水中迅速溶解，加入CaCl2溶液中無任何現(xiàn)象，加入澄清石灰水中有白色沉淀生成；加熱時有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)；加熱固體粉末，發(fā)現(xiàn)有氣體和水滴生成，最后不留任何殘渣。該同學(xué)發(fā)現(xiàn)的白色固體是什么？你能幫助他分析產(chǎn)生這些實驗現(xiàn)象的原因嗎？并寫出有關(guān)的化學(xué)方程式?！窘馕觥抗腆w加入CaCl2溶液中任何現(xiàn)象，加入澄清石灰水中有白色沉淀生成，說明白色固體中有HCO3-；加熱反應(yīng)后的溶液，有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，說明白色固體中有NH4+。所以，白色固體為碳酸氫銨。w.w.w.g.k.x.x.c.o.m【答案】白色固體為碳酸氫銨；HCO3-與OH-反應(yīng)生成CO32-和水，CO32-與Ca2+反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀，碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水，沉淀消失；加熱碳酸氫銨，碳酸氫銨完全分解生成氨氣、二氧化碳和水，最后無殘渣剩余。 有關(guān)的化學(xué)方程式為： NH4HCO3 + Ca(OH)2 NH3 + CaCO3 + 2H2O NH4HCO3 NH3 + CO2 + H2O【例5】下圖表示A、B、C、D、E五種含氮物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系圖。其中A、B、C、D常溫下都是氣體，B為紅棕色，寫出A、B、C、D、E的化學(xué)式和各步反應(yīng)的化學(xué)方程式。ADCADBE催化劑高溫、高壓閃電O2O2H2OCu催化劑O2（1）各物質(zhì)的化學(xué)式 A_ B_ C_ D_ E_（2）各步反應(yīng)的化學(xué)方程式 AC _ D C _ B E _ E C _ C B _【解析】本題的突破口B為紅棕色，B是NO2，C與O2能生成氣體B，故C為NO。E在常溫下不是氣體，故E為HNO3，由圖轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)一步分析知A為N2，D為NH3?！敬鸢浮柯?。w.w.w.g.k.x.x.c.o.m【例6】在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，用以下氣體做噴泉實驗，請根據(jù)情況，填寫燒瓶中溶液的物質(zhì)的量濃度（假設(shè)燒瓶中溶質(zhì)不能擴(kuò)散出來）。（1）用氯化氫氣體做噴泉實驗，噴泉結(jié)束后，水充滿燒瓶，則溶液的物質(zhì)的量濃度為_；（2）用NH3做噴泉實驗，噴泉結(jié)束后，水充滿燒瓶，則溶液的物質(zhì)的量濃度為_；（3）用NO2氣體做噴泉實驗，噴泉結(jié)束后，水充至燒瓶容積的2/3處，則溶液的物質(zhì)的量濃度為_；（4）用NO2和O2按4 ：1體積比混合，噴泉結(jié)束后，水充滿燒瓶，則溶液的物質(zhì)的量濃度為_；【解析】（1）由于HCl氣體極易溶于水，最終所得溶液的體積和原HCl氣體的體積相等，即相當(dāng)于V L溶液中溶解了HCl氣體：（設(shè)燒瓶體積為V L），溶液的物質(zhì)的量濃度為：molL-1=0.045 molL-1。（2）由于NH3也極易溶于水，最終所得溶液的體積和原NH3的體積是相等的。故所得溶液的物質(zhì)的量濃度也為 molL-1，約為0.045 molL-1。（3）由反應(yīng)方程式3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO知，NO2氣體有2/3被氧化成HNO3，噴泉結(jié)束后所得溶液的體積亦為原NO2氣體體積的2/3，故該溶液的物質(zhì)的量濃度為 molL-1，約為0.045 molL-1。w.w.w.g.k.x.x.c.o.m（4）由反應(yīng)方程式4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3知，NO2與HNO3的物質(zhì)的量相等，NO2的體積占混合氣體總體積的4/5，即相當(dāng)于1L溶液中溶有的HNO3為：，約為0.036mol，其物質(zhì)的量濃度為0.036 molL-1。【答案】見解析111