2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)專題7氮與社會可持續(xù)發(fā)展第3單元含氮化合物的合理使用教案蘇教版必修2

PAGE8-第三單元含氮化合物的合理運用發(fā)展目標(biāo)體系構(gòu)建1.能以含氮化合物之間的轉(zhuǎn)化為例，分析和探討化學(xué)工業(yè)對人類健康、社會可持續(xù)發(fā)展可能帶來的雙重影響。2.能運用綠色化學(xué)的思想對化學(xué)品的生產(chǎn)和運用進(jìn)行初步的評估，提出處理環(huán)境污染物的建議。一、銨鹽的性質(zhì)1．銨鹽：由銨根離子與酸根離子形成的離子化合物。2．物理性質(zhì)：多為無色、易溶于水的晶體。3．化學(xué)性質(zhì)(1)不穩(wěn)定性：①NH4Cl受熱簡單分解：NH4Cleq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋HCl↑(填化學(xué)方程式)。②NH4HCO3受熱簡單分解：NH4HCO3eq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2O＋CO2↑(填化學(xué)方程式)。(2)與強堿的反應(yīng)：①固體反應(yīng)：NH4Cl與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH4Cl＋NaOHeq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋NaCl＋H2O。②固體反應(yīng)：NH4Cl與Ca(OH)2反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up10(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。③溶液中銨鹽與強堿反應(yīng)的離子方程式(加熱)為NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2O。稀溶液中銨鹽與強堿反應(yīng)的離子方程式(不加熱)為NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O。有兩瓶溶液是NH4Cl溶液和NaCl溶液，如何區(qū)分？[提示]取其中一種待測液于試管中，向其中滴加濃NaOH溶液，加熱試管，將潮濕的紅色石蕊試紙置于試管口，若試紙變藍(lán)則證明該溶液為NH4Cl溶液，否則為NaCl溶液。二、常見氮肥及其運用1．常見氮肥分類性質(zhì)特點留意事項銨態(tài)氮肥易溶于水、不穩(wěn)定、與堿反應(yīng)低溫保存，深施蓋土，避開受熱；不行與堿性物質(zhì)(如草木灰等)混合運用硝態(tài)氮肥易溶于水，NOeq\o\al(－,3)不易被以帶負(fù)電荷為主的土壤膠粒所吸附在潮濕的土壤中流淌性大；當(dāng)土壤濕度大時，硝酸根經(jīng)微生物作用可還原成氣體(NO、N2O、N2)逸出，導(dǎo)致硝態(tài)氮肥的損失，因此硝態(tài)氮肥多用于冷涼的旱地尿素有機氮肥，白色晶體，是目前固態(tài)氮肥中含氮量最高的一種化肥尿素是一種中性肥料，適用于各種土壤和作物。肥效高、易保存、運用便利，長期運用對土壤的破壞作用小2.合理運用化肥(1)考慮因素：土壤酸堿性、作物養(yǎng)分狀況、化肥本身性質(zhì)。(2)過量施用化肥的危害①長期運用化肥的土壤簡單酸化、板結(jié)。②部分化肥隨著雨水流入溪水、河水和湖泊，造成水體富養(yǎng)分化，產(chǎn)生水華等污染。微點撥：堅持優(yōu)先愛護(hù)環(huán)境，科學(xué)合理的運用化肥。三、氮氧化物的無害化處理1．氮氧化物(NOx)是大氣污染物，主要包括一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)。2．主要危害(1)NO2會形成酸雨。(2)氮氧化物與臭氧和一些碳?xì)浠衔镌谧贤饩€的照耀下發(fā)生作用后，產(chǎn)生一種有毒的煙霧，人們稱它為光化學(xué)煙霧。3．削減氮氧化物的措施(1)以甲醇、液化氣代替汽油。(2)安裝汽車尾氣凈扮裝置，將NOx轉(zhuǎn)化為中性的、無污染的氮氣；凈扮裝置中NO、CO在催化劑作用下反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NO＋2COeq\o(=,\s\up10(催化劑))N2＋2CO2。(3)運用以液化自然氣(LNG)或高效燃料電池作為動力的新型環(huán)保汽車。1．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)銨鹽易溶于水，可用作氮肥，貯存時要密封包裝且放于陰涼處。 (√)(2)NH4HCO3與足量NaOH溶液共熱時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2O。 (×)(3)檢驗NHeq\o\al(＋,4)時，往試樣中加入NaOH溶液，微熱，用潮濕的藍(lán)色石蕊試紙檢驗逸出的氣體。 (×)(4)顏色、熱穩(wěn)定性是氣體收集方法的主要依據(jù)。 (×)2．以下性質(zhì)不屬于銨鹽的通性的是()A．易溶于水 B．含有NHeq\o\al(＋,4)C．可分解放出氮氣 D．能與堿反應(yīng)放出氨氣C[銨鹽多為無色晶體，易溶于水，均含有NHeq\o\al(＋,4)，都能與堿反應(yīng)放出氨氣，A、B、D項屬于銨鹽的通性。]3．依據(jù)下表中右欄所列化肥的性質(zhì)，從下列運用留意事項中選擇合適的項(可選多項)，將其序號填入下表的右欄中。a．貯存和運輸時要密封，不要受潮或曝曬；施用后要蓋土或馬上澆灌。b．不要與堿性物質(zhì)混放或混用。c．不能與易燃物質(zhì)混在一起；結(jié)塊時，不要用鐵錘砸碎。d．不宜長期運用。編號化肥性質(zhì)運用注意事項①碳酸氫銨(碳銨)易溶于水，受潮時在常溫下即能分解，溫度越高分解越快，遇堿時放出氨氣；在土壤中不殘留有害物質(zhì)②硝酸銨(硝銨)易溶于水，受熱易分解，遇堿放出氨氣，在高溫或受猛烈撞擊時易爆炸③硫酸銨(硫銨)易溶于水，吸濕性小，常溫下穩(wěn)定，遇堿時放出氨氣；長期運用會使土壤酸化、板結(jié)④硫酸鉀易溶于水；長期運用會使土壤酸化、板結(jié)[答案]①ab②abc③bd④d探究氨氣的試驗室制法(素養(yǎng)養(yǎng)成——科學(xué)探究與創(chuàng)新意識)材料11727年，英國化學(xué)家哈爾斯將氯化銨與熟石灰的混合物在水封閉的曲頸瓶中加熱，只見水被吸入瓶中并沒有氣體放出。1774年，英國化學(xué)家普里斯特里重做這個試驗，他采納汞代替水來密封曲頸瓶，即排汞取氣法，制得了堿空氣(氨氣)。材料21904年，哈伯起先探討合成氨的工業(yè)化生產(chǎn)。1908年，哈伯和助手設(shè)計了一種高壓罐，將體系加壓到200個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，并加熱到550℃，用鈾作催化劑，每小時可以生產(chǎn)幾百毫升的液氨。哈伯成為第一個從空氣中制造出氨的科學(xué)家，使人類從今擺脫了依靠自然氮肥的被動局面，加速了世界農(nóng)業(yè)的發(fā)展。為表彰哈伯的這一貢獻(xiàn)，瑞典科學(xué)院把1918年的諾貝爾化學(xué)獎頒給了哈伯。[問題1]英國化學(xué)家哈爾斯的試驗為什么沒有制得氨氣？他的試驗為現(xiàn)在試驗室中制取氨氣供應(yīng)了哪些啟示？[提示]氨氣易溶于水，所以只見水被吸入瓶中并沒有氣體放出。他的試驗提示我們不能用排水法收集氨氣，而且將氨氣通入水中時要防止倒吸。[問題2]化學(xué)家普里斯特里制得氨氣后探討發(fā)覺氨可以在純氧中燃燒，該反應(yīng)是一個置換反應(yīng)，請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。[提示]4NH3＋3O2eq\o(=,\s\up10(點燃))2N2＋6H2O。[問題3]依據(jù)材料2：分析試驗室為什么不選擇哈伯制備氨氣的方法來制備氨氣？[提示]哈伯制備氨氣的方法須要高溫、高壓，條件較高，實際操作比較困難，不適合試驗室制備。試驗室制備氨氣的方法1．氨氣的試驗室制法(1)原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up10(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。(2)裝置：①發(fā)生裝置：固體＋固體eq\o(→,\s\up10(△))氣體，與試驗室利用氯酸鉀和二氧化錳加熱制取氧氣的裝置相同。②凈扮裝置：通常用堿石灰干燥氨氣，不能用五氧化二磷、濃硫酸和無水氯化鈣干燥。(3)收集方法：向下排空氣法收集，試管口塞一團(tuán)疏松的棉花團(tuán)，目的是防止氨氣與空氣形成對流，以收集到較純凈的氨氣。(4)驗滿方法：①方法一：用潮濕的紅色石蕊試紙放置在試管口旁邊，若變藍(lán)，說明已經(jīng)收集滿。②方法二：用蘸取濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口，若有白煙生成，說明已經(jīng)收集滿。(5)尾氣處理：多余的氨氣要汲取掉(可在導(dǎo)管口放一團(tuán)用水或稀硫酸浸潤的棉花球)以避開污染空氣。在汲取時要防止倒吸，常采納的裝置有：2．試驗室快速制氨氣的方法(1)加熱濃氨水法：NH3·H2O不穩(wěn)定，受熱易分解生成NH3：NH3·H2Oeq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2O，故可干脆加熱濃氨水制備NH3。(2)濃氨水加固體NaOH(或生石灰、堿石灰)法：固體NaOH溶于水放出大量的熱，會促使氨水分解，而生石灰可與水反應(yīng)生成Ca(OH)2，同時反應(yīng)放熱，也會促使氨水分解，故可在常溫下向固體NaOH或CaO中滴加濃氨水來制備NH3。反應(yīng)裝置圖分別為1．試驗室制取少量干燥的氨氣涉及下列裝置，其中正確的是()A．①是氨氣發(fā)生裝置 B．③是氨氣發(fā)生裝置C．②是氨氣汲取裝置 D．④是氨氣收集、檢驗裝置B[①中NH4Cl受熱易分解生成NH3和HCl，但在試管口旁邊兩者又能結(jié)合生成NH4Cl，所以不能用于制取NH3；②中的漏斗位置過低，不能防止倒吸，漏斗要緊貼水面；③可用于NH3的發(fā)生裝置，利用濃氨水和生石灰等制取NH3；④中試管口應(yīng)放一團(tuán)干燥的棉花，削減NH3與空氣的對流。]2．試驗室用NH4Cl和Ca(OH)2制取氨氣，下圖A和B是常用的氣體發(fā)生裝置。(1)試驗室制氨氣時反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，應(yīng)選用的裝置是________；若改用濃氨水和NaOH固體制氨氣時，應(yīng)選取的裝置是________。(2)為了得到干燥的氨氣，試驗室常運用________做干燥劑(請從堿石灰、濃硫酸、氯化鈉中選出一種物質(zhì))。(3)試驗室常用________法收集氨氣。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將盛滿氨氣的集氣瓶倒置于水中(假設(shè)溶質(zhì)全部在集氣瓶內(nèi))，則所得溶液的物質(zhì)的量濃度為________。[解析](1)試驗室制氨氣時利用熟石灰與氯化銨加熱反應(yīng)制取，反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up10(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑，反應(yīng)須要加熱，應(yīng)選用的裝置是A；若改用濃氨水和NaOH固體制氨氣時，由于不須要加熱，應(yīng)選取的裝置是B。(2)氨氣是堿性氣體，因此為了得到干燥的氨氣，試驗室常運用堿石灰做干燥劑，氯化鈉不能作干燥劑。(3)氨氣極易溶于水，且密度小于空氣，試驗室常用向下排空氣法收集氨氣。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將盛滿氨氣的集氣瓶倒置于水中(假設(shè)溶質(zhì)全部在集氣瓶內(nèi))，由于氨氣極易溶于水，水充溢集氣瓶，則所得溶液的物質(zhì)的量濃度為eq\f(\f(VL,22.4L/mol),VL)≈0.045mol/L。[答案](1)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up10(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑AB(2)堿石灰(3)向下排空氣0.045mol/L1．下列關(guān)于銨鹽的敘述中正確的是()①全部銨鹽中氮元素的化合價都是－3價②全部銨鹽都溶于水③銨態(tài)氮肥不應(yīng)與草木灰混合運用④銨鹽都是離子化合物⑤銨鹽都能與堿反應(yīng)，不能與酸反應(yīng)A．①③④ B．②③④C．①②③④ D．①②③④⑤B[NH4NO3中氮元素有－3價和＋5價，①錯誤；NH4HCO3既能與堿反應(yīng)，也能與酸反應(yīng)，⑤錯誤。故B項正確。]2．月季花相宜在酸性土壤中生長。某同學(xué)給月季花施肥前，對下列氮肥溶液的pH進(jìn)行了測定，結(jié)果如下：化肥名稱尿素碳酸氫銨硫酸銨氨水溶液的pH78511該同學(xué)最好選用()A．尿素 B．碳酸氫銨C．硫酸銨 D．氨水C[依據(jù)題意應(yīng)選擇水溶液顯酸性的化肥。]3．下列離子方程式書寫正確的是()A．試驗室用氯化銨和熟石灰制氨：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2OB．NaOH溶液與NH4Cl溶液混合加熱：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up10(△))NH3·H2OC．氨水中加鹽酸：NH3·H2O＋H＋=NHeq\o\al(＋,4)＋H2OD．氨水中加入氯化鐵溶液：Fe2＋＋2NH3·H2O=2NHeq\o\al(＋,4)＋Fe(OH)2↓C[A項，該反應(yīng)屬于固體間的加熱反應(yīng)，不能書寫相應(yīng)的離子方程式；B項，加熱條件下NH3·H2O應(yīng)分解為NH3和H2O，離子方程式應(yīng)為NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2O；C項，符合反應(yīng)原理及離子方程式書寫要求；D項，向氨水中滴加FeCl3溶液應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀，離子方程式為Fe3＋＋3NH3·H2O=Fe(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)。]4．檢驗試管中盛有的少量白色固體是銨鹽的方法是()A．加氫氧化鈉溶液，加熱，用潮濕的紅色石蕊試紙在試管口檢驗，看試紙是否變藍(lán)B．將固體加熱，產(chǎn)生的氣體通入紫色石蕊溶液，看是否變紅C．加水溶解，用pH試紙測溶液的酸堿性D．加入氫氧化鈉溶液，加熱，再滴入酚酞試液A[檢驗銨鹽的方法：將某固體(或其溶液)與強堿共熱，若產(chǎn)生刺激性氣味的氣體，該氣體能使潮濕的紅色石蕊試紙變藍(lán)，則原固體為銨鹽。]5．某學(xué)習(xí)愛好小組探究氨氣的制取試驗：(1)甲同學(xué)擬用下列試驗方法制備氨氣，其中合理的是________(填序號，下同)。A．將氯化銨固體加熱分解B．將濃氨水滴入氫氧化鈉固體中C．將氫氧化鈉固體加入濃氨水中D．將氯化銨稀溶液滴入氫氧化鈉固體中(2)依據(jù)上述正確的原理，該同學(xué)欲用下列常見的試驗室制氣裝置制取氨氣，相宜的裝置是________。(3)氣體的性質(zhì)是氣體收集方法選擇的主要依據(jù)，下列性質(zhì)與收集方法無關(guān)的是________。①密度②顏色③溶解性④熱穩(wěn)定性⑤與氧氣反應(yīng)(4)下圖是甲同學(xué)設(shè)計收集氨氣的幾種裝置，其中可行的是________，集氣的原理是_____________________________________________________________________________________