高中化学必修二《第二节 氮及其化合物》课件.pptx
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1、有句农谚有句农谚“雷雨发庄稼雷雨发庄稼”。你知道其中的。你知道其中的道理吗?道理吗?N2氮原子的结构氮原子的结构原子结构示意图原子结构示意图:_,:_,一般通过一般通过_与与其他原子结合。其他原子结合。共用电子对共用电子对氮元素的存在氮元素的存在N2的电子式的电子式N2的结构式的结构式自然界中自然界中,氮元素主要以氮气的形式存在于空气中氮元素主要以氮气的形式存在于空气中,氮元素氮元素的存在的存在主要主要部分部分以以氮分子氮分子的形式存在于空气中的形式存在于空气中存在于动植物体内的存在于动植物体内的蛋白质蛋白质中中存在于土壤、海洋里的存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐硝酸盐和铵盐中中(1)(1)氮
2、气的物理性质氮气的物理性质颜色颜色状态状态气味气味密度密度溶解性溶解性_气体气体_密度与空气接密度与空气接近近_溶于溶于水水无色无色无味无味难难收集氮气时用收集氮气时用排水法排水法不用排空气法不用排空气法一、氮气一、氮气(N2)一、氮气一、氮气(N2)N N2 2+O+O2 2=2NO=2NO(无色)(无色)放电/高温保护气、填充灯泡、焊接金属、低温制冷等保护气、填充灯泡、焊接金属、低温制冷等2 2、化学性质:、化学性质:3 3、用途:、用途:(1)(1)常温下不活泼常温下不活泼(2)(2)高温、放电等条件下:高温、放电等条件下:N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3催化剂高温,
3、高压N N2 2+3Mg+3Mg =Mg=Mg3 3N N2 2点燃(1)(1)含义含义:将大气中将大气中_的氮转化为的氮转化为_的过程叫做氮的的过程叫做氮的固定。固定。(2)(2)分类分类:游离态游离态含氮化合物含氮化合物 氮的固定氮的固定二、一氧化氮二、一氧化氮和二氧化氮和二氧化氮(一)一氧化氮(一)一氧化氮(NO)1 1、物理性质:、物理性质:无色无色、无味无味、不不溶于水的溶于水的有毒有毒气体,气体,密度比空气密度比空气略略小小2 2、化学性质:、化学性质:常温下:常温下:2NO+O2 =2NO2(红棕色红棕色)物质物质颜色颜色状态状态气味气味毒性毒性水溶性水溶性NONO_气体气体_有
4、毒有毒_溶于水溶于水NONO2 2_气体气体_有毒有毒_溶于水溶于水无色无色无味无味不不红棕色红棕色刺激性刺激性易易二氧化氮溶于水时生成硝酸和一氧化氮。工业上二氧化氮溶于水时生成硝酸和一氧化氮。工业上利用这一原理制取硝酸。利用这一原理制取硝酸。3NO2H2O 2HNO3NO如图所示,在一支如图所示,在一支50 mL的注射器里充入的注射器里充入20 mLNO,然后吸入,然后吸入5 mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器,观察现象。水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器,观察现象。打开弹簧夹,快速吸入打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹,观察现象。空气后夹上弹簧夹,观察现象。振荡
5、注射器,再观察现象。振荡注射器,再观察现象。实验实验5-5实验实验操作操作在一支在一支50 mL50 mL的注射的注射器里充入器里充入20 mL NO,20 mL NO,然后吸入然后吸入5 mL5 mL水水,用用乳胶管和弹簧夹封住乳胶管和弹簧夹封住管口管口,振荡注射器振荡注射器打开弹簧夹打开弹簧夹,快速吸快速吸入入10 mL10 mL空气后夹上空气后夹上弹簧夹弹簧夹,观察现象观察现象,然然后再振荡注射器后再振荡注射器现象现象_,_,振荡后振荡后_无明显现象无明显现象无色气体变红棕色无色气体变红棕色红棕色变为无色红棕色变为无色(2)(2)结论结论:在一定条件下在一定条件下,NO,NO与与NONO
6、2 2可以相互转化可以相互转化,反应的反应的化学方程式为化学方程式为NONONONO2 2:_;:_;NONO2 2NO:_(NO:_(工业制取硝酸工业制取硝酸)。2NO+O2NO+O2 2=2NO=2NO2 23NO3NO2 2+H+H2 2O=2HNOO=2HNO3 3+NO+NO【思考】(1)NO和和NO2分别采用什么方法收集分别采用什么方法收集?说明原因。说明原因。提示提示:常温下常温下NO能与能与O2反应反应,只能用排水法收集只能用排水法收集;NO2能与水反应生能与水反应生成成NO,故只能用排空气法收集。故只能用排空气法收集。(2)NO2转化为转化为NO的变化中的变化中,NO2只能作
7、氧化剂吗只能作氧化剂吗?提示提示:NO2与水反应转化为与水反应转化为NO的同时生成的同时生成HNO3,NO2既作氧化剂既作氧化剂又作还原剂。又作还原剂。1 1通常情况下,下列各组气体不能共存的是(通常情况下,下列各组气体不能共存的是()A.NA.N2 2和和O O2 2 B.H B.H2 2和和ClCl2 2 C.H C.H2 2和和O O2 2 D.NO D.NO和和O O2 2下列气体溶于水,没有发生氧化还原反应的是下列气体溶于水,没有发生氧化还原反应的是()A.SOA.SO2 2 B.CO B.CO2 2 C.NO C.NO2 2 D.Cl D.Cl2 2 D D ABAB课堂练习课堂练
8、习有句农谚有句农谚“雷雨发庄稼雷雨发庄稼”。你知道其中的。你知道其中的道理吗?道理吗?N2+O2 =2NO2NO+O2 =2NO2 3NO2+H2O =2HNO3+NO放电或高温放电或高温 1.了解了解氨的物理性质氨的物理性质及用途,理解及用途,理解喷泉实验喷泉实验 的原理的原理2.掌握氨气的掌握氨气的化学性质化学性质及及氨气的实验室制法氨气的实验室制法3.了解铵盐的性质及了解铵盐的性质及NH4+的检验的检验182004年4月21日杭州市一制冷车间发生氨气泄漏杭州市一制冷车间发生氨气泄漏 2004年年4月月20日上午日上午10时,杭州时,杭州市一制冷车间发生氨气泄漏事件,市一制冷车间发生氨气泄
9、漏事件,整个厂区是白茫茫的一片,方圆整个厂区是白茫茫的一片,方圆数百米,空气中弥漫着一股浓烈数百米,空气中弥漫着一股浓烈的刺激性气味,进入厂区呼吸都的刺激性气味,进入厂区呼吸都感到困难。厂区内寒气逼人。感到困难。厂区内寒气逼人。市消防中心接到报案后立即制市消防中心接到报案后立即制定方案,出动上百名消防队员,定方案,出动上百名消防队员,十余量消防车十余量消防车1 1、为什么在氨气泄漏时、为什么在氨气泄漏时工厂里会寒气逼人?工厂里会寒气逼人?2 2、如何处理弥漫在、如何处理弥漫在空气中的大量氨气?空气中的大量氨气?3 3、被困在其中的人应该怎样被困在其中的人应该怎样做才能少吸入氨气保证安全做才能少
10、吸入氨气保证安全?1.1.氨的物理性质氨的物理性质 色、有色、有 气味的气体,密度气味的气体,密度比空气比空气 ,易液化放热,汽化时吸收,易液化放热,汽化时吸收大量的热,氨常用作大量的热,氨常用作 ,溶于水,在常温下,溶于水,在常温下,1 1体积水体积水大约可溶解大约可溶解 体积氨气。体积氨气。无刺激性小极易700化学性质化学性质铵铵 盐盐氨的制法氨的制法物理性质物理性质总结归纳总结归纳制冷剂总结归纳总结归纳1.该装置能用氨气形成喷泉的原理是什么?该装置能用氨气形成喷泉的原理是什么?化学性质化学性质铵铵 盐盐氨的制法氨的制法实验实验【5-6】氨气的喷泉实验氨气的喷泉实验认真观看视频结合课本认真
11、观看视频结合课本P13实验步骤实验步骤,记录实验现象,记录实验现象,思考并思考并完成如下问题完成如下问题:2.用氨气做喷泉实验成功的条件有哪些?用氨气做喷泉实验成功的条件有哪些?3.该喷泉实验说明氨气的什么性质?该喷泉实验说明氨气的什么性质?4.4.你能设计出一个蓝色的喷泉实验吗?你能设计出一个蓝色的喷泉实验吗?结论:结论:氨气极易溶于水,氨水呈碱性。氨气极易溶于水,氨水呈碱性。思考思考 某同学用氨气做喷泉实验,结果实验失败,某同学用氨气做喷泉实验,结果实验失败,请你分析实验失败的可能原因?请你分析实验失败的可能原因?l 收集的氨气不纯或较少收集的氨气不纯或较少l 收集氨气时烧瓶潮湿收集氨气时
12、烧瓶潮湿l 烧瓶装置气密性不好烧瓶装置气密性不好22 如图所示:烧瓶中充满干燥气体如图所示:烧瓶中充满干燥气体a,将滴管中的液体将滴管中的液体b挤入烧瓶内,轻轻震挤入烧瓶内,轻轻震荡烧瓶,然后打开弹簧夹,烧杯中的液荡烧瓶,然后打开弹簧夹,烧杯中的液体呈喷泉状喷出,则体呈喷泉状喷出,则a、b不可能是不可能是()A、a为为HCl气体,气体,b为为H2OB、a为为CO2气体,气体,b为浓为浓NaOH溶液溶液C、a为为Cl2气体,气体,b为饱和为饱和NaCl溶液溶液D、a为为Cl2气体,气体,b为浓为浓NaOH溶液溶液C化学性质化学性质铵铵 盐盐氨的制法氨的制法物理性质物理性质总结归纳总结归纳(3)(
13、3)氨的催化氧化氨的催化氧化工业制硝酸的基本反应工业制硝酸的基本反应(1)(1)氨跟水反应氨跟水反应显弱碱性显弱碱性(2)(2)氨跟酸反应氨跟酸反应生成生成铵盐铵盐(铵态氮肥)(铵态氮肥)所以所以氨水显氨水显_,既能使无色的,既能使无色的酚酞溶液变成酚酞溶液变成_,又能使湿润的,又能使湿润的红色的石蕊试纸红色的石蕊试纸_。NH3+H2O NH3与水反应后有碱性物质生成。与水反应后有碱性物质生成。大部分大部分NH3与水结合成与水结合成 NH3H2O,NH3H2O可以可以小部分电离小部分电离成成NH4+和和OH-。红色红色变蓝变蓝弱碱性弱碱性NH3H2O=NH3+H2ONH4+OH-NH3H2ON
14、H3极易溶于水。(极易溶于水。(1 :700),),1 1)氨气与水的反应:)氨气与水的反应:1)氨气与水的反应:)氨气与水的反应:NH3+H2O NH3H2O NH4+OH-思考:氨水中存在哪些分子、哪些离子?思考:氨水中存在哪些分子、哪些离子?分子:分子:NH3、H2O、NH3H2O(主要主要)离子:离子:NH4+、OH-、(H+)注:氨水主要成分的化学式为注:氨水主要成分的化学式为NH3H2O,在计算氨水的,在计算氨水的物质的量浓度或质量分数时,把物质的量浓度或质量分数时,把溶质当作溶质当作NH3来算。来算。所以:所以:氨水是混合物。氨水是混合物。液氨液氨 是氨气加压或降温后形成的液态物
15、质,是氨气加压或降温后形成的液态物质,液氨所含的微粒是液氨所含的微粒是NH3。所以:所以:液氨是纯净物。液氨是纯净物。为什么在氨气泄漏现场会寒气逼人?为什么在氨气泄漏现场会寒气逼人?消防队员应该如何除去白茫茫的氨气?消防队员应该如何除去白茫茫的氨气?附近居民怎样做才能避免受伤?附近居民怎样做才能避免受伤?液氨气化吸收热量 喷水,使氨气转化为氨水防化兵在水幕的保护下,一点一点接近氨气罐防化兵在水幕的保护下,一点一点接近氨气罐 用湿毛巾捂住鼻孔呼吸,尽快逃离现场27氨与氯化氢的反应氨与氯化氢的反应(2)氨跟酸的反应)氨跟酸的反应 观看实验视频观看实验视频(2)氨跟酸的反应)氨跟酸的反应 NH3+H
16、Cl=NH4Cl(白烟)(白烟)NH3+HNO3=NH4NO3(白烟)(白烟)与与挥发性的酸挥发性的酸反应有白烟反应有白烟2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 写出上述反应的离子方程式写出上述反应的离子方程式NH3+H+=NH4+3)氨与氧气的反应氨与氧气的反应4NH3+5O2=4NO+6H2O催化剂催化剂(氨的催化氧化,工业制硝酸的基础)(氨的催化氧化,工业制硝酸的基础)-3 0 +2 -2化合价升高,失化合价升高,失5e-4,氧化反应,氧化反应化合价降低,得化合价降低,得2e-10,还原反应,还原反应(还原性)(还原性)30思考思考与与练习练习 氨催化氧化(接触氧化)是工业制硝酸的氨催
17、化氧化(接触氧化)是工业制硝酸的基础,请写出用氨制取硝酸的化学方程式。基础,请写出用氨制取硝酸的化学方程式。2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO 4NH3+5O2 4NO+6H2O催化剂 有有一位农民看到自己买的一位农民看到自己买的一袋碳酸氢铵化肥受了潮,一袋碳酸氢铵化肥受了潮,就在太阳底下晒,等他下就在太阳底下晒,等他下午去取时,发现少了许多,午去取时,发现少了许多,是谁偷了他的氮肥?是谁偷了他的氮肥?化学性质化学性质铵铵 盐盐氨的制法氨的制法物理性质物理性质总结归纳总结归纳铵盐受热易分解铵盐受热易分解铵盐与碱反应铵盐与碱反应铵盐都易溶于水铵盐都易溶于水铵盐的性质铵盐的
18、性质 NH4HCO3 =NH3+CO2+H2ONH4Cl =NH3 +HCl 化学性质化学性质铵铵 盐盐氨的制法氨的制法物理性质物理性质总结归纳总结归纳NH4HCO3 =NH3+CO2+H2O加热到加热到300左右时:左右时:5NH4NO3=2HNO34N29H2ONH4NO3+NaOH=NaNO3+H2O+NH3(NH4)2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O+2NH3 运用:运用:在实验室中,常利用铵盐和强碱反应产生氨这一性在实验室中,常利用铵盐和强碱反应产生氨这一性质来检验铵根离子的存在和制取氨质来检验铵根离子的存在和制取氨反应实质:反应实质:NH4+OH=NH3+H2O铵盐与碱反
19、应铵盐与碱反应2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O+2NH3观看实验视频观看实验视频实验室用加热实验室用加热NH4Cl和和Ca(OH)2固体混合物的固体混合物的方法制取氨气,装置如图所示方法制取氨气,装置如图所示:1.NH4Cl受热分解也能产生受热分解也能产生NH3,实验室,实验室能否用直接加热能否用直接加热NH4Cl的方法制取氨气的方法制取氨气?2.收集装置中棉花的作用收集装置中棉花的作用?3.氨气是一种碱性气体,可用那些试剂干燥氨气氨气是一种碱性气体,可用那些试剂干燥氨气?5.氨气是一种污染性气体,实验室制取或使用时要有氨气是一种污染性气体,实验室制取或使用时要有尾气处理装置
20、,你认为应如何吸收氨气尾气处理装置,你认为应如何吸收氨气?2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O+2NH34.如何检验氨气如何检验氨气?观看实验视频观看实验视频防止空气对流,提高集气的速度和纯度防止空气对流,提高集气的速度和纯度)1min速记速记 氨的实验室制法氨的实验室制法加热加热NH4Cl和和Ca(OH)2固体固体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 实验室中还可以用实验室中还可以用哪些方法快速制氨气:哪些方法快速制氨气:加热浓氨水法加热浓氨水法浓氨水浓氨水NH3H2O NH3+H2O 氨的实验室制法氨的实验室制法化学性质化学性质铵铵 盐盐氨的制法氨的制法物
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