第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第二節(jié)氮及其化合物課時二氨和銨鹽德國化學(xué)家哈伯(F.Haber，1868-1934)從1902年開始研究由氮?dú)夂蜌錃庵苯雍铣砂?。[2]于1908年申請專利，即“循環(huán)法”，在此基礎(chǔ)上，他繼續(xù)研究，于1909年改進(jìn)了合成，氨的含量達(dá)到6上。這是工業(yè)普遍采用的直接合成法。反應(yīng)過程中為解決氫氣和氮?dú)夂铣赊D(zhuǎn)化率低的問題，將氨產(chǎn)品從合成反應(yīng)后的氣體中分離出來，未反應(yīng)氣和新鮮氫氮?dú)饣旌现匦聟⑴c合成反應(yīng)1．物理性質(zhì)色態(tài)氣味密度水溶性是否易液化

ρ

ρ空

(1∶700)易液化無色氣體刺激性<極易溶于水一.氨氣及性質(zhì)①單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2確;B項(xiàng),電源正負(fù)極反接后,左側(cè)石墨電極為陰極,陰極反應(yīng)式為2H++2e-====109.5°，鍵角變大的原因是[Ag(NH3)2]+中，配位鍵N—Ag鍵的成鍵電子對相比成,加入氫氧化鈉溶液并通入空氣氧化亞鐵離子為鐵離子,形成氫氧化鐵沉②對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變化的化學(xué)反應(yīng)，混合氣體的總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量、相對分子質(zhì)量都不隨時間而變化，都不能作為判斷平衡的依據(jù)。②改變可逆反應(yīng)進(jìn)行的限度：改變可逆反應(yīng)體系的溫度、溶液中溶質(zhì)的濃度、氣體壓強(qiáng)(或濃度)等。時轉(zhuǎn)移電子數(shù)為×3=0.2mol,所以電解硫酸鈉溶液時,陰極上氫離子f.蒸餾或分餾:分離沸點(diǎn)不同且互溶的液體混合物,如分離乙醇和甘油。根據(jù)阿伏加德羅定律的推論可知，5min時，容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始時的壓強(qiáng)之比為[(0.8＋0.8＋0.2＋0.6)mol]∶[(1＋1)mol]＝6∶5，則5min時，容器內(nèi)的壓強(qiáng)為起始時的65，A項(xiàng)錯誤。0～1min內(nèi)，v(H2)＝ΔcΔt＝0.2mol2L1min＝0.1mol·L－1·min－1，B項(xiàng)錯誤。該反應(yīng)的ΔH>0，升高溫度，反應(yīng)的平衡常數(shù)增大，C項(xiàng)正確。由于該反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行，且反應(yīng)過程中氣體的總質(zhì)量始終不變，故混合氣體的密度一直不變，則當(dāng)混合氣體的密度不再變化時，不能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，D項(xiàng)錯誤?！窘馕觥考姿?HCOOH)或甲酸鹽(如HCOONa)等都含有醛基，所以要證明甲醛的氧化產(chǎn)物不是甲酸或甲酸鹽，只要證明物質(zhì)中不含有醛基就可以。在試管中加入2mLNaOH溶液，然后向其中滴加CuSO4溶液4～6滴，產(chǎn)生Cu(OH)2藍(lán)色絮狀沉淀，取少量反應(yīng)后的溶液，加入新制Cu(OH)2懸濁液中，加熱煮沸，觀察有無磚紅色沉淀產(chǎn)生，若有則證明含有甲酸或甲酸鹽，否則不含有甲酸或甲酸鹽。實(shí)驗(yàn)——氨氣的噴泉實(shí)驗(yàn)2．噴泉實(shí)驗(yàn)（1）氨為什么會形成噴泉？【提示】氨氣極易溶于水，使燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，瓶內(nèi)外形成較大的壓強(qiáng)差，大氣壓將水壓入燒瓶。（2）含水的膠頭滴管在實(shí)驗(yàn)中的作用？【提示】吸收氨氣，使瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，引發(fā)水上噴?！ふn堂探究·思考交流（3）噴泉實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵？【提示】

a.裝置的氣密性好；

b.氣體的純度高；

c.燒瓶必須干燥。（4）滴有酚酞的溶液變?yōu)榧t色說明什么？【提示】氨氣溶于水，溶液顯堿性。實(shí)驗(yàn)裝置操作及現(xiàn)象結(jié)論(1)打開止水夾，并擠壓滴管的膠頭(2)燒杯中的溶液由玻璃管進(jìn)入燒瓶，形成

，瓶內(nèi)液體呈

色氨

溶于水，水溶液呈

性噴泉紅極易堿常見能形成噴泉的物質(zhì)組合氣體NH3HClSO2、CO2NO2與O2吸收劑水或鹽酸水或氫氧化鈉溶液濃氫氧化鈉溶液水⑥混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài)根據(jù)阿伏加德羅定律的推論可知，5min時，容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始時的壓強(qiáng)之比為[(0.8＋0.8＋0.2＋0.6)mol]∶[(1＋1)mol]＝6∶5，則5min時，容器內(nèi)的壓強(qiáng)為起始時的65，A項(xiàng)錯誤。0～1min內(nèi)，v(H2)＝ΔcΔt＝0.2mol2L1min＝0.1mol·L－1·min－1，B項(xiàng)錯誤。該反應(yīng)的ΔH>0，升高溫度，反應(yīng)的平衡常數(shù)增大，C項(xiàng)正確。由于該反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行，且反應(yīng)過程中氣體的總質(zhì)量始終不變，故混合氣體的密度一直不變，則當(dāng)混合氣體的密度不再變化時，不能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，D項(xiàng)錯誤。根據(jù)阿伏加德羅定律的推論可知，5min時，容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始時的壓強(qiáng)之比為[(0.8＋0.8＋0.2＋0.6)mol]∶[(1＋1)mol]＝6∶5，則5min時，容器內(nèi)的壓強(qiáng)為起始時的65，A項(xiàng)錯誤。0～1min內(nèi)，v(H2)＝ΔcΔt＝0.2mol2L1min＝0.1mol·L－1·min－1，B項(xiàng)錯誤。該反應(yīng)的ΔH>0，升高溫度，反應(yīng)的平衡常數(shù)增大，C項(xiàng)正確。由于該反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行，且反應(yīng)過程中氣體的總質(zhì)量始終不變，故混合氣體的密度一直不變，則當(dāng)混合氣體的密度不再變化時，不能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，D項(xiàng)錯誤。③已知：瞬時速率表達(dá)式v正＝k正c3(H2)·c(N2)，v逆＝k逆c2(NH3)(k為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān))。溫度由T1調(diào)到T2，活化分子百分?jǐn)?shù)________(填“增大”“減小”或“不變”)，k正增大倍數(shù)________k逆增大倍數(shù)(填“大于”“小于”或“等于”)。T1℃時，k正k逆＝________。答案:(1)+8LiCoO2+22H+====2+8Li++8Co2++11H2O(2)Al(OH)3、Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+3Cl-+6H+;(3)Ni(NO3)2的陰離子為，中心原子N原子的σ鍵電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)=根據(jù)阿伏加德羅定律的推論可知，5min時，容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始時的壓強(qiáng)之比為[(0.8＋0.8＋0.2＋0.6)mol]∶[(1＋1)mol]＝6∶5，則5min時，容器內(nèi)的壓強(qiáng)為起始時的65，A項(xiàng)錯誤。0～1min內(nèi)，v(H2)＝ΔcΔt＝0.2mol2L1min＝0.1mol·L－1·min－1，B項(xiàng)錯誤。該反應(yīng)的ΔH>0，升高溫度，反應(yīng)的平衡常數(shù)增大，C項(xiàng)正確。由于該反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行，且反應(yīng)過程中氣體的總質(zhì)量始終不變，故混合氣體的密度一直不變，則當(dāng)混合氣體的密度不再變化時，不能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，D項(xiàng)錯誤。若在4.0MPa時減小CO2與H2的初始投料比，則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率曲線位于曲線Ⅱ的上方。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中往往按照化學(xué)計(jì)量比進(jìn)料，原因是可以保持反應(yīng)物的高轉(zhuǎn)化率，同時降低產(chǎn)物分離的能耗。A.將工業(yè)廢液排入海洋以減少河道污染D.做油條用的膨松劑不應(yīng)含明礬②稱量28.7g鍍鎳試劑,配制100mL溶液A;解析：若x＜4，則正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，乙容器對于甲容器而言，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動，所以2c1＞c2，A項(xiàng)錯誤；若x＝4，則反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等，由于起始時甲容器中A、B的投入量之比與化學(xué)方程式中對應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比不相等，故w3不可能等于w1，B項(xiàng)錯誤；起始時乙容器中A、B的投入量是甲容器的2倍，兩容器的容積相等，故恒有2ρ1＝ρ2，C項(xiàng)正確；起始時乙容器中A、B的濃度是甲容器中的2倍，故乙容器達(dá)到平衡所需的時間比甲容器達(dá)到平衡所需的時間短，D項(xiàng)錯誤定律,在變化過程中,Co的質(zhì)量沒有變,假設(shè)原始固體質(zhì)量為100g,則n(Co)=解析：(1)題中“恒壓密閉容器”所隱含的信息是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，容器體積會發(fā)生改變。506K，M點(diǎn)時生成的CH3OH為0.25mol，根據(jù)“三段式”法計(jì)算得：

氨與水反應(yīng)，其水溶液顯弱堿性

3．化學(xué)性質(zhì)

(1)氨與水的反應(yīng)：NH3·H2O不穩(wěn)定，受熱易分解氨水與液氨比較名稱氨水液氨形成物質(zhì)分類微粒種類氨氣溶于水氨氣降溫加壓液化混合物純凈物(非電解質(zhì))H2O、NH3、NH3·H2ONH4+

、OH-

、H+NH3

生成的

可進(jìn)一步氧化成

。

NONO2(3)氨的催化氧化：白煙NH3＋HCl===NH4Cl

蘸取濃氨水和濃鹽酸的兩玻璃棒靠近時有

生成(2)氨與酸的反應(yīng)：2NH3+H2SO4====(NH4)2SO4無白煙，與揮發(fā)性的酸反應(yīng)才有白煙NH3硝酸銨鹽純堿有機(jī)合成工業(yè)原料用稀氨水治療蚊蟲叮咬消除二氧化氮的污染吸收硫酸生產(chǎn)中的二氧化硫致冷劑·課堂探究·4.氨的用途二.銨鹽及性質(zhì)銨鹽都是

溶于水的

色晶體。

穩(wěn)定、揮發(fā)性酸的銨鹽

不穩(wěn)定性酸的銨鹽NH4Cl

==

HCl↑+NH3↑△NH4HCO3

H2O↑

+CO2↑+NH3↑===△2．化學(xué)性質(zhì)

1．物理性質(zhì)易白①受熱易分解：

加熱試管中的氯化銨晶體，沒有熔化就直接變成氣體，氣體在試管上方又變成氯化銨晶體，這個變化是升華過程嗎？【提示】不是。加熱氯化銨晶體直接變成氣體，是由于氯化銨受熱分解成氨氣和氯化氫氣體；氣體在試管上方又變成氯化銨晶體，是由于氨氣和氯化氫氣體又反應(yīng)生成了氯化銨晶體?！鞠胍幌搿繉?shí)質(zhì)：NH4Cl+NaOH

NaCl+NH3↑+H2O————△樣品強(qiáng)堿

△氣體濕潤

紅色石蕊藍(lán)色————△NH4++OH-NH3↑+H2O(NH4)2SO4+2NaOH

Na2SO4+2NH3↑+2H2O————△②與堿反應(yīng)應(yīng)用：鑒別NH4+鑒別方法：氨態(tài)氮肥不能和堿性物質(zhì)混合施用的原因空間形狀與FeO4相同，是正四面體，鐵的“四氧化物”分子中，正六價的鐵核外若向足量新制氫氧化銅中加入少量甲醛，充分反應(yīng)，甲醛的氧化產(chǎn)物不是甲酸C.諺語“雷雨發(fā)莊稼”,其過程中包含了氧化還原反應(yīng)適當(dāng)加熱,適當(dāng)增大酸的濃度或攪拌等,由以上分析可知濾渣Ⅰ的成分是SiO2、可知n(NOSO4H)=0.004mol×=0.01mol,所以樣品的純度為【解析】滴定終點(diǎn)時草酸根將高錳酸根完全反應(yīng),所以溶液會顯無色,滴定終點(diǎn)或甲酸鹽，設(shè)計(jì)一個簡單實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一判斷。(4)熱量的利用由O構(gòu)成的正四面體內(nèi)部；再分析題干中給出的(a)，(b)和(c)三個不同物質(zhì)的④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)(1)銀氨溶液為什么需要現(xiàn)用現(xiàn)配？解離為H+和OH-,由圖可知,H+進(jìn)入陰極,OH-進(jìn)入陽極,則雙極性膜可控制其兩側(cè)溶【解析】A項(xiàng),后母戊鼎是中國古代的青銅器;B項(xiàng),煤燃燒時會產(chǎn)生大量的SO2及粉塵,天然氣燃燒時不會產(chǎn)生粉塵;C項(xiàng),汽油來自石油,石油是由烴類化合物組成的混合物,僅含碳、氫兩種元素,汽車尾氣中的氮氧化物是汽車發(fā)動機(jī)啟動時產(chǎn)生的電火花或高溫引起空氣中N2與O2發(fā)生反應(yīng)生成的;D項(xiàng),明礬是一種鋁鹽,體內(nèi)鋁元素聚集到一定量會危害健康,因此做油條用的膨松劑不應(yīng)含明礬。的Li+，F(xiàn)e和P的數(shù)目均為4，所以一個晶胞中含有4個LiFePO4單元。對比(a)和(b)大量的銨鹽用于生產(chǎn)氮肥。硝酸銨用于制炸藥。氯化銨常用作印染和制干電池的原料，也可以用于金屬的焊接，以除去金屬表面的氧化物薄膜。3．銨鹽的用途三.氨氣的制備

1．反應(yīng)的原理2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O△====注意：不選擇(NH4)2SO4：生成CaSO4微溶，阻止反應(yīng)發(fā)生不選擇NH4NO3：加熱時容易發(fā)生爆炸不選擇NaOH、KOH：吸水容易結(jié)塊2．反應(yīng)裝置試管口棉花的作用：防止氨氣和空氣對流，導(dǎo)致收集的氣體不純凈。固體＋固體

氣體，與實(shí)驗(yàn)室利用氯酸鉀和二氧化錳加熱制取氧氣一樣(如圖)。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．干燥裝置①收集方法：向下排空氣法收集，不能用排水法收集。②驗(yàn)滿方法：方法一：用濕潤的紅色石蕊試紙放置在試管口附近，若變藍(lán)，說明已經(jīng)收集滿；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。4．收集裝置多余的氨氣要吸收掉(可在導(dǎo)管口放一團(tuán)用水或稀硫酸浸潤的棉花球)以避免污染空氣。但在吸收時要防止倒吸。常采用的裝置有：5．尾氣處理裝置4．其它方法制氨氣:方法一：加熱濃氨水濃氨水氨氣+水△方法二：濃氨水中加入NaOH固體原理：原理：NaOH固體溶于水放熱，溫度升高促使NH3?H2O分解生成NH3方法三：濃氨水中加入CaO固體原理：濃氨水+氧化鈣