高一化學(xué)必修一-氨-硝酸-硫酸

1、第四節(jié)第四節(jié) 氨氨 硝酸硝酸 硫酸硫酸1.1.氮的存在氮的存在 一、氨氣一、氨氣2. 氮的固定：氮的固定：將將游離態(tài)游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榈牡牡D(zhuǎn)變?yōu)榈幕匣?態(tài)態(tài)叫做氮的固定。叫做氮的固定。 （3）人工固氮：）人工固氮： N2 + 3H2 2NH3高溫、高壓高溫、高壓催化劑催化劑（2）自然固氮：）自然固氮： N2O2 2 NO放電或高溫放電或高溫（1）生物固氮：）生物固氮：N2 NH4+ / NO3-根瘤菌根瘤菌哈伯( 18681934)德國(guó)物理化學(xué)德國(guó)物理化學(xué)家家, ,是合成氨法是合成氨法的發(fā)明者。因發(fā)的發(fā)明者。因發(fā)明用氮?dú)夂蜌錃饷饔玫獨(dú)夂蜌錃庵苯雍铣砂钡姆街苯雍铣砂钡姆椒ǚ? , 獲獲1

2、9181918年諾年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 一、氨氣一、氨氣(1).(1).氨氣的物理性質(zhì)氨氣的物理性質(zhì)密度：密度：比空氣小比空氣小熔沸點(diǎn)：熔沸點(diǎn)：低低, 易液化易液化(液氨液氨)溶解性：溶解性：極易溶于水極易溶于水 (1 700)色態(tài)：色態(tài)：沒(méi)有顏色、具有刺激性沒(méi)有顏色、具有刺激性 氣味的氣體氣味的氣體(2). 氨的化學(xué)性質(zhì)氨的化學(xué)性質(zhì) 氨與水反應(yīng)氨與水反應(yīng)- 噴泉實(shí)驗(yàn)噴泉實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象現(xiàn)象: 形成紅色的噴泉形成紅色的噴泉極易溶于水極易溶于水 (1 700) 原因原因:NH3與水反應(yīng)后有堿性物質(zhì)生成。與水反應(yīng)后有堿性物質(zhì)生成。 結(jié)論結(jié)論:（氨水顯弱堿性，一水合氨是電解質(zhì)，（氨水顯弱堿性，一水合氨

3、是電解質(zhì)， 氨氣不是電解質(zhì)）氨氣不是電解質(zhì)）NH3+H2O NH3H2O NH4+OH-既能使無(wú)色的酚酞溶液變成既能使無(wú)色的酚酞溶液變成 _ _ ，又能使?jié)駶?rùn)的紅色的石蕊試紙又能使?jié)駶?rùn)的紅色的石蕊試紙_ _ 。紅色紅色變藍(lán)變藍(lán)1若用燒瓶收集滿若用燒瓶收集滿CO2，滴管（及燒杯中）中吸入下列，滴管（及燒杯中）中吸入下列 何種液體時(shí)能形成噴泉？何種液體時(shí)能形成噴泉？ A、H2O B、稀硫酸、稀硫酸 C、NaCl溶液溶液 D、NaOH2、液氨和氨水的比較：、液氨和氨水的比較：混合物混合物純凈物純凈物氨水中的分子有：氨水中的分子有：H H2 2O O、NHNH3 3 和和NHNH3 3H H2 2O

4、O；氨水中的離子有：氨水中的離子有：NHNH4 4+ +、OHOH- -和少量和少量H H+ +NHNH3 32NH3 + H2SO4 =NH3 + HNO3 = 探索實(shí)驗(yàn)探索實(shí)驗(yàn) 將蘸有濃氨水的玻璃棒和蘸有濃鹽酸的將蘸有濃氨水的玻璃棒和蘸有濃鹽酸的 玻璃棒靠近，現(xiàn)象是玻璃棒靠近，現(xiàn)象是NH3 + HCl = NH4Cl NH NH3 3與酸反應(yīng)生成銨鹽與酸反應(yīng)生成銨鹽思考：是否所有的酸與思考：是否所有的酸與NHNH3 3反應(yīng)都有白煙？反應(yīng)都有白煙？ 結(jié)論：結(jié)論：_ (NH4)2SO4NH4NO3煙：固體煙：固體小顆粒小顆粒揮發(fā)性的酸遇到揮發(fā)性的酸遇到NHNH3 3會(huì)有白煙會(huì)有白煙產(chǎn)生大量白煙

5、產(chǎn)生大量白煙 氨的還原性氨的還原性-氨的催化氧化氨的催化氧化4NH3+5O2 4NO+6H2O 催化劑催化劑 硝酸的制取過(guò)程硝酸的制取過(guò)程N(yùn)2 NH3 NO NO2 HNO3H2催化氧化催化氧化O2O2H2O思考：思考：1.上述反應(yīng)中，氮元素發(fā)生氧化還原上述反應(yīng)中，氮元素發(fā)生氧化還原 反應(yīng)的是哪幾步？反應(yīng)的是哪幾步？2、你認(rèn)為在上述反應(yīng)中下列哪種物質(zhì)不能產(chǎn)生？、你認(rèn)為在上述反應(yīng)中下列哪種物質(zhì)不能產(chǎn)生？NO2 N2 NO HNO3 NH4NO3制硝酸制純堿制尿素做致冷劑(3). 氨的用途氨的用途 氮肥工業(yè)、制造硝酸、銨鹽、純堿；氮肥工業(yè)、制造硝酸、銨鹽、純堿； 有機(jī)合成工業(yè)（合成纖維、塑料、染料

6、、尿素）有機(jī)合成工業(yè)（合成纖維、塑料、染料、尿素） 作制冷劑作制冷劑(3). 氨的用途氨的用途小結(jié)小結(jié)(1).(1).氨氣的物理性質(zhì)氨氣的物理性質(zhì)(2).(2).氨的化學(xué)性質(zhì)氨的化學(xué)性質(zhì)(3).(3).氨的用途氨的用途氨與水反應(yīng)氨與水反應(yīng) NH NH3 3與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)氨的還原性氨的還原性銨鹽銨鹽(1)(1)銨根離子銨根離子(NH4+)與酸根離子構(gòu)成的化合物與酸根離子構(gòu)成的化合物(2) (2) 物理性質(zhì)：銨鹽都易溶于水物理性質(zhì)：銨鹽都易溶于水(3) (3) 銨鹽的化學(xué)性質(zhì)：銨鹽的化學(xué)性質(zhì)： 銨鹽與堿反應(yīng)銨鹽與堿反應(yīng)（NH4)2SO4 + 2NaOH = 2NH3 +2H2O +Na2SO4N

7、H4NO3 + NaOH =NH3+ H2O + NaNO3 NH4 + + OH- = NH3 + H2O反應(yīng)實(shí)質(zhì)反應(yīng)實(shí)質(zhì)取試樣加取試樣加NaOH溶液，溶液，加熱并將加熱并將濕潤(rùn)的紅色濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙石蕊試紙靠近試管口?？拷嚬芸凇＃? 4）收集裝置：）收集裝置：向下排空氣法向下排空氣法棉花的作用：棉花的作用：減少與空氣對(duì)流減少與空氣對(duì)流（3 3）制取裝置：）制取裝置：固固 + + 固加熱固加熱（5 5）檢驗(yàn)或檢驗(yàn)收滿）檢驗(yàn)或檢驗(yàn)收滿 濕潤(rùn)的濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙紅色石蕊試紙變藍(lán)變藍(lán) （唯一的一種堿性氣體唯一的一種堿性氣體） 蘸有濃蘸有濃HCl的玻璃棒接近的玻璃棒接近 試管口產(chǎn)生白煙。試管口產(chǎn)

8、生白煙。(7)(7)尾氣吸收尾氣吸收: :(6)(6)干燥干燥: :水水裝置：倒置漏斗裝置：倒置漏斗用堿石灰堿石灰（NaOHNaOH和和CaOCaO）干燥干燥防止倒吸防止倒吸(3)實(shí)驗(yàn)室里用金屬與酸反應(yīng)制取氫氣實(shí)驗(yàn)室里用金屬與酸反應(yīng)制取氫氣, 往往用稀硫往往用稀硫酸或鹽酸酸或鹽酸, 而不用濃硫酸或硝酸而不用濃硫酸或硝酸, 這是為什么？這是為什么？(2)這種特點(diǎn)與酸的通性有什么關(guān)系？用電離方程式這種特點(diǎn)與酸的通性有什么關(guān)系？用電離方程式表示。表示。(1)硫酸、硝酸、鹽酸都是酸硫酸、硝酸、鹽酸都是酸, 它們?cè)诮M成上有什么它們?cè)诮M成上有什么特點(diǎn)？特點(diǎn)？1、使指示劑變色、使指示劑變色: 2、與堿發(fā)生中

9、和反應(yīng)、與堿發(fā)生中和反應(yīng): 3、與堿性氧化物反應(yīng)、與堿性氧化物反應(yīng): 4、與鹽反應(yīng)、與鹽反應(yīng): 稀硫酸與硝酸使紫色石蕊試液變紅稀硫酸與硝酸使紫色石蕊試液變紅H+OH-=H2O2H+CuO=Cu2+H2O 2H+CO32-=H2O+CO2硫酸與硝酸都具有酸的通性硫酸與硝酸都具有酸的通性H2SO4=2H+SO42-HNO3=H+NO3-A.純硫酸是無(wú)色、油狀的液體純硫酸是無(wú)色、油狀的液體1. 物理性質(zhì)物理性質(zhì)B.純硫酸純硫酸難揮發(fā)難揮發(fā),沸點(diǎn)沸點(diǎn)338. (高沸點(diǎn)酸高沸點(diǎn)酸)C.密度：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為密度：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%的硫酸的硫酸 密度為密度為1.84g/cm3 (高密度酸高密度酸).濃硫酸濃硫

10、酸D.易溶于水，能以任意比與水混溶易溶于水，能以任意比與水混溶 （濃硫酸溶解時(shí)放出大量的熱）（濃硫酸溶解時(shí)放出大量的熱）濃硫酸的特性濃硫酸的特性2. 濃硫酸的吸水性濃硫酸的吸水性3、脫水性、脫水性將有機(jī)物中的氫、氧元素按將有機(jī)物中的氫、氧元素按2：1的比例脫去的比例脫去吸收空氣中的水、混合物物中的水吸收空氣中的水、混合物物中的水 作用：作干燥劑作用：作干燥劑現(xiàn)象現(xiàn)象: :蔗糖蔗糖變黑變黑，體積，體積膨脹膨脹，形成，形成疏松多孔疏松多孔的的 海綿狀的炭，并有海綿狀的炭，并有刺激性氣味刺激性氣味的的氣體氣體產(chǎn)生。產(chǎn)生。4. 濃硫酸的氧化性濃硫酸的氧化性(1)與銅反應(yīng)與銅反應(yīng)2H2SO4+Cu=Cu

11、SO4+2H2O+SO2(2)與木炭的反應(yīng)與木炭的反應(yīng)在加熱時(shí)濃硫酸不僅能和活潑性不強(qiáng)的在加熱時(shí)濃硫酸不僅能和活潑性不強(qiáng)的銅發(fā)生反應(yīng)銅發(fā)生反應(yīng), 還能與紅熱的炭反應(yīng)。還能與紅熱的炭反應(yīng)。2H2SO4+C=CO2 +2H2O+2SO2鐵與鋁在常溫下遇到濃硫酸、濃硝酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象。鐵與鋁在常溫下遇到濃硫酸、濃硝酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象。思考：為檢驗(yàn)炭和濃硫酸的反應(yīng)產(chǎn)物，提供下列儀器裝思考：為檢驗(yàn)炭和濃硫酸的反應(yīng)產(chǎn)物，提供下列儀器裝置，請(qǐng)按正確的順序連接下列儀器置，請(qǐng)按正確的順序連接下列儀器, ,并說(shuō)明理由并說(shuō)明理由. .ABCDEF品紅溶液品紅溶液KMnO4溶液澄清石灰水 濃濃H2SO4 木炭木炭 無(wú)水Cu

12、SO42H2SO4 (濃濃) + C =CO2+ 2H2O + 2SO2 【問(wèn)題探究】：稀硫酸是否具有氧化性？濃、【問(wèn)題探究】：稀硫酸是否具有氧化性？濃、稀硫酸的氧化性有什么不同？稀硫酸的氧化性有什么不同？稀硫酸也有氧化性。稀硫酸也有氧化性。稀硫酸的氧化性是由于它稀硫酸的氧化性是由于它電離出的電離出的H+；濃硫酸的氧化性是由于分子里的；濃硫酸的氧化性是由于分子里的+6價(jià)硫引起的；價(jià)硫引起的；H+的氧化性比的氧化性比+6價(jià)硫氧化性弱。價(jià)硫氧化性弱。 酸類(lèi)均有氧化性酸類(lèi)均有氧化性酸的氧化性：酸的氧化性： H+氧化性酸氧化性酸濃硫酸濃硫酸硝酸硝酸硫酸是硫酸是用量最大用量最大、用途最廣用途最廣的化工原

13、料之一，所以的化工原料之一，所以硫酸的產(chǎn)量是衡量一個(gè)國(guó)家無(wú)機(jī)化工水平的標(biāo)志。硫酸的產(chǎn)量是衡量一個(gè)國(guó)家無(wú)機(jī)化工水平的標(biāo)志。 (1)(1)不穩(wěn)定性：不穩(wěn)定性： 4HNO3 O2 +2H2O + 4NO2或光照或光照密封于棕色瓶中密封于棕色瓶中, ,并放在陰暗處！并放在陰暗處！保存：保存：久置硝酸分解產(chǎn)生的久置硝酸分解產(chǎn)生的NONO2 2溶溶于溶液中于溶液中, ,使溶液變黃色使溶液變黃色久置久置濃濃硝酸變黃色的原因硝酸變黃色的原因? ?硝酸硝酸1. 硝酸的化學(xué)性質(zhì)硝酸的化學(xué)性質(zhì)濃硝酸泄漏濃硝酸泄漏Cu+4HNO3(濃濃) Cu(NO3)2+2NO2+2H2O與金屬（除與金屬（除AuAu、PtPt外）

14、反應(yīng)外）反應(yīng)酸性、氧化性酸性、氧化性3Cu+8HNO3(稀稀) 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O稀硝酸和濃硝酸都有強(qiáng)氧化性稀硝酸和濃硝酸都有強(qiáng)氧化性(2)(2)強(qiáng)氧化性強(qiáng)氧化性與非金屬反應(yīng)與非金屬反應(yīng)C+4HNO3 2H2O+4NO2+CO2閱讀資料卡片：王水閱讀資料卡片：王水1.下列現(xiàn)象體現(xiàn)了硫酸的哪些性質(zhì)？下列現(xiàn)象體現(xiàn)了硫酸的哪些性質(zhì)？ (1)把濃硫酸滴入放在蒸發(fā)皿里的蔗糖上把濃硫酸滴入放在蒸發(fā)皿里的蔗糖上, 蔗糖就會(huì)炭化變黑蔗糖就會(huì)炭化變黑 (2)把濃硫酸露置在空氣里把濃硫酸露置在空氣里, 質(zhì)量會(huì)增加質(zhì)量會(huì)增加. (3)把鋅粒放入稀硫酸里把鋅粒放入稀硫酸里, 會(huì)產(chǎn)生氫氣。會(huì)產(chǎn)生氫氣。 (4)把銅片放入濃硫酸里并加熱把銅片放入濃硫酸里并加熱, 會(huì)產(chǎn)生會(huì)產(chǎn)生SO2. (5)利用濃硫酸和食鹽固體反應(yīng)利用濃硫酸和食鹽固體反應(yīng), 制制HCl氣體。氣體。脫水性脫水性強(qiáng)氧化性強(qiáng)氧化性難揮發(fā)性難揮發(fā)性練練 習(xí)習(xí)酸性酸性吸水性吸水性2. 工業(yè)上擬用銅和硝酸來(lái)制備工業(yè)上擬用銅和硝酸來(lái)制備Cu(NO3)2, 下下面有三位同學(xué)提出了不同的生產(chǎn)方案面有三位同學(xué)提出了不同的生產(chǎn)方案: 甲方案甲方案: Cu+濃濃HNO3蒸發(fā)結(jié)晶蒸發(fā)結(jié)晶乙方案乙方案: Cu+稀稀HNO3蒸發(fā)結(jié)晶蒸發(fā)結(jié)晶丙方案丙方案: Cu CuO 蒸發(fā)結(jié)晶蒸發(fā)