高中化學(xué)必修課程PAGEPAGE1第2課時(shí)氨的轉(zhuǎn)化[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.能從物質(zhì)的類別、氮元素價(jià)態(tài)的角度，預(yù)測(cè)分析氨氣、銨鹽的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化規(guī)律，促進(jìn)證據(jù)推理和模型認(rèn)知化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，如氨氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、氨氣的制備實(shí)驗(yàn)、銨鹽的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)及銨離子的檢驗(yàn)等，實(shí)現(xiàn)氨氣的轉(zhuǎn)化與生成，增強(qiáng)科學(xué)探究意識(shí)。一、氨的性質(zhì)(氨轉(zhuǎn)化為其他含氮化合物)1.氨與水和酸的反應(yīng)(1)實(shí)驗(yàn)探究預(yù)期轉(zhuǎn)化NH3→NH3·H2ONH3→NH4Cl實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象燒杯里的水由玻璃管進(jìn)入燒瓶，形成噴泉，燒瓶?jī)?nèi)液體呈紅色兩個(gè)試劑瓶?jī)?nèi)都產(chǎn)生了大量的白煙實(shí)驗(yàn)結(jié)論氨極易溶于水，氨與水反應(yīng)生成堿性物質(zhì)氨氣與氯化氫反應(yīng)生成氯化銨固體小顆粒(2)氨氣與水反應(yīng)①氨氣易與水反應(yīng)：NH3＋H2ONH3·H2O，其水溶液稱為氨水。在氨水中：NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－，氨水具有弱堿性，能使石蕊溶液變藍(lán)。②氨水中的氮元素主要以NH3·H2O的形式存在，只有少量的NH3·H2O電離為NHeq\o\al(＋,4)和OH－，但在求氨水的物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)應(yīng)將NH3視為溶質(zhì)。③NH3·H2O不穩(wěn)定，受熱易分解：NH3·H2Oeq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O，因此，氨水應(yīng)密封保存在陰涼處。(3)氨氣與酸反應(yīng)①氨氣與濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：NH3＋HCl=NH4Cl。過(guò)量的氨氣與硫酸反應(yīng)生成硫酸銨，少量的氨氣與硫酸反應(yīng)生成硫酸氫銨。②氨與揮發(fā)性酸(如鹽酸、硝酸)反應(yīng)產(chǎn)生白煙(不是白霧)；與難揮發(fā)性酸(如硫酸、磷酸)反應(yīng)不產(chǎn)生白煙。利用這一性質(zhì)可以檢驗(yàn)氨氣。2.從氮元素的化合價(jià)分析氨的性質(zhì)(1)NH3分子中氮元素的化合價(jià)為－3價(jià)，在化學(xué)反應(yīng)中氮元素化合價(jià)可能的變化是只能升高，不能降低，因此氨具有還原性。(2)請(qǐng)寫出氨氣與氧氣在催化劑作用下生成NO的化學(xué)方程式：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))4NO＋6H2O。(3)氨氣可被氧化銅氧化為氮?dú)猓磻?yīng)的化學(xué)方程式為2NH3＋3CuOeq\o(=,\s\up7(△))N2＋3Cu＋3H2O。(1)氨氣為什么能形成噴泉？HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等酸性氣體能否與氫氧化鈉溶液形成噴泉？提示因?yàn)榘睔鈽O易溶于水。所給酸性氣體都易溶于氫氧化鈉溶液(與堿反應(yīng)而溶解)，都能形成噴泉。(2)液氨與氨水在組成和性質(zhì)上有何不同？提示液氨氨水物質(zhì)成分純凈物混合物粒子種類NH3分子NH3、NH3·H2O、H2O、NHeq\o\al(＋,4)、OH－、H＋主要性質(zhì)不導(dǎo)電，不具有堿性導(dǎo)電，具有堿的通性存在條件常溫常壓下不能存在在常溫常壓下可存在(3)工業(yè)上常用氮?dú)馀c氫氣合成氨，再以氨為原料制取硝酸，請(qǐng)寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高溫、高壓),\s\do5(催化劑))2NH34NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))4NO＋6H2O2NO＋O2=2NO23NO2＋H2O=2HNO3＋NO相關(guān)鏈接噴泉實(shí)驗(yàn)及裝置(1)噴泉實(shí)驗(yàn)原理噴泉產(chǎn)生的本質(zhì)原因是燒瓶?jī)?nèi)外形成壓強(qiáng)差，由于燒瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)小于燒瓶外的壓強(qiáng)，所以液體會(huì)被壓入燒瓶?jī)?nèi)形成噴泉。產(chǎn)生氣壓差的方法有：①減小燒瓶?jī)?nèi)氣壓，如液體將氣體吸收或與其反應(yīng)等；②增大燒瓶外壓強(qiáng)。(2)常見(jiàn)裝置圖①圖甲裝置形成“噴泉”是因?yàn)闊績(jī)?nèi)氣體極易溶于燒杯和膠頭滴管中的液體，使燒瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)突然減小而產(chǎn)生壓強(qiáng)差，燒杯中的液體被壓入燒瓶?jī)?nèi)形成“噴泉”。②圖乙裝置形成“噴泉”可采用使燒瓶受熱的方法，瓶?jī)?nèi)氣體膨脹，打開(kāi)止水夾，止水夾下部導(dǎo)管中的空氣受熱排出，燒瓶?jī)?nèi)的氣體與液體接觸而溶解，使燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小形成壓強(qiáng)差而形成“噴泉”。③圖丙裝置中錐形瓶?jī)?nèi)的物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生氣體(或錐形瓶中液體受熱揮發(fā)出氣體)，使錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)增大而產(chǎn)生壓強(qiáng)差，將液體從錐形瓶中壓入燒瓶中形成“噴泉”。二、銨鹽的性質(zhì)與檢驗(yàn)1.銨鹽的性質(zhì)(1)實(shí)驗(yàn)探究(銨鹽轉(zhuǎn)化為氨氣)預(yù)期轉(zhuǎn)化銨鹽(NHeq\o\al(＋,4))→氨氣(NH3)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象固體逐漸消失，試管口有白色物質(zhì)出現(xiàn)，產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體固體逐漸消失，產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，試管口有水珠生成，澄清石灰水變渾濁產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)實(shí)驗(yàn)結(jié)論受熱時(shí)，氯化銨分解生成氨氣和氯化氫，遇冷時(shí)，兩者又重新結(jié)合生成氯化銨碳酸氫銨受熱分解，有NH3和CO2生成有氨氣生成(2)銨鹽及其性質(zhì)①由銨根離子(NHeq\o\al(＋,4))與酸根離子形成的化合物稱為銨鹽。常見(jiàn)的銨鹽一般是無(wú)色或白色晶體，均易溶于水。②銨鹽不穩(wěn)定，受熱易分解。如：NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋HCl↑，NH4HCO3eq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋CO2↑＋H2O。③銨鹽能與堿反應(yīng)。如：NH4Cl＋NaOHeq\o(=,\s\up7(△))NaCl＋NH3↑＋H2O，(NH4)2SO4＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaSO4＋2NH3↑＋2H2O。(3)銨鹽溶液與堿溶液反應(yīng)的離子方程式①銨鹽溶液與燒堿溶液混合后加熱：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O。②銨鹽稀溶液與燒堿稀溶液混合：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O。③銨鹽濃溶液與燒堿濃溶液混合：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3↑＋H2O。2.銨鹽(NHeq\o\al(＋,4))的檢驗(yàn)(1)原理(2)方法①NaOH溶液法取少量固體樣品或溶液于試管中，再加入濃的NaOH溶液，加熱產(chǎn)生能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體(或?qū)⒄河袧恹}酸的玻璃棒靠近管口，有白煙產(chǎn)生)，證明固體樣品或溶液中含有NHeq\o\al(＋,4)。②堿石灰法把堿石灰與某物質(zhì)的固體混合物在研缽里研磨，產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)(或?qū)⒄河袧恹}酸的玻璃棒靠近研缽口，有白煙產(chǎn)生)，則可以判斷該物質(zhì)是銨鹽。(1)檢驗(yàn)溶液中含有NHeq\o\al(＋,4)時(shí)，為什么常需要加入濃堿溶液并加熱？提示因?yàn)閴A液濃度較小或不加熱時(shí)生成NH3·H2O而不能放出氨氣。(2)加熱氯化銨和單質(zhì)碘時(shí)，都由固體變?yōu)闅怏w，遇冷又凝結(jié)為固體，其本質(zhì)是否一樣？提示本質(zhì)不相同。氯化銨受熱分解生成氨氣和氯化氫，遇冷時(shí)二者又結(jié)合生成氯化銨，為化學(xué)變化；加熱時(shí)碘升華，發(fā)生的是物質(zhì)狀態(tài)的變化，屬于物理變化。(3)根據(jù)銨鹽的性質(zhì)，分析應(yīng)當(dāng)怎樣合理地儲(chǔ)存和施用銨態(tài)氮肥？提示貯存銨態(tài)氮肥時(shí)，為了防止受熱分解，應(yīng)密封包裝并放在陰涼通風(fēng)處；施肥時(shí)應(yīng)將銨態(tài)氮肥埋在土下，且不能與堿性物質(zhì)(如草木灰)混用。相關(guān)鏈接銨鹽受熱分解的產(chǎn)物(1)如果組成銨鹽的酸是易揮發(fā)或易分解的酸，則固體銨鹽受熱分解時(shí)，氨氣與酸一起揮發(fā)，冷卻時(shí)又重新結(jié)合成銨鹽。如NH4Cl、NH4HCO3等。(2)如果組成銨鹽的酸是難揮發(fā)性酸，則固體銨鹽受熱分解時(shí)，只有氨呈氣態(tài)逸出，而難揮發(fā)性酸殘留在容器中，如(NH4)2SO4分解的化學(xué)方程式為(NH4)2SO4eq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋NH4HSO4或(NH4)2SO4eq\o(=,\s\up7(△))2NH3↑＋H2SO4。(3)如果組成銨鹽的酸是具有強(qiáng)氧化性的酸，則在較低的溫度下慢慢分解可得到NH3和相應(yīng)的酸，如NH4NO3。由于生成的氨氣具有還原性，硝酸具有氧化性，生成的NH3易被HNO3氧化，則反應(yīng)時(shí)的溫度不同，形成氮的化合物也不同，如將NH4NO3在不同的溫度下加熱分解分別可得到N2O、NO2、N2O3、N2等。三、氨的實(shí)驗(yàn)室制法實(shí)驗(yàn)室制取氨的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：(1)反應(yīng)原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。(2)堿石灰的作用：吸收水蒸氣，干燥氨氣。(3)由于氨極易溶于水，不能用排水法收集，常用向下排空氣法來(lái)收集。(4)驗(yàn)滿方法①把濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于試管口，試紙變藍(lán)色；②將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置于試管口，有白煙產(chǎn)生。(5)尾氣處理可在導(dǎo)管口放一團(tuán)用水或稀硫酸浸濕的棉花球。(1)制取氨氣的發(fā)生裝置與實(shí)驗(yàn)室制取哪種氣體的相同？使用該裝置需注意什么問(wèn)題？提示與實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的發(fā)生裝置相同。該套裝置在使用時(shí)要特別注意加熱時(shí)要使試管口略低于管底，以防止冷凝水倒流使試管炸裂。(2)在制取氨的實(shí)驗(yàn)裝置中，使用棉花的作用是什么？提示若為干燥的棉花則起到減緩氨氣與空氣對(duì)流的作用；若為蘸有水或稀硫酸的棉花，則還可以吸收多余的NH3。(1)制取氨時(shí)，不能用硝酸銨代替氯化銨。因?yàn)橄跛徜@在加熱過(guò)程中可能發(fā)生爆炸性的反應(yīng)，發(fā)生危險(xiǎn)。(2)制取氨時(shí)，不能用氫氧化鈉代替熟石灰。因?yàn)闅溲趸c具有吸濕性，易結(jié)塊，不利于產(chǎn)生NH3，且在加熱條件下易腐蝕試管。(3)氨氣是堿性氣體，不能用酸性干燥劑(濃硫酸等)干燥，也不能用無(wú)水CaCl2干燥，因?yàn)樗鼈兙芘c氨氣發(fā)生反應(yīng)，常用堿石灰做干燥劑。相關(guān)鏈接快速制取氨氣的方法方法化學(xué)方程式(或原理)氣體發(fā)生裝置加熱濃氨水NH3·H2Oeq\o(=,\s\up7(△))H2O＋NH3↑濃氨水＋固體NaOHNaOH溶于水放熱，促使氨水分解，且OH－濃度的增大有利于NH3的放出濃氨水＋固體CaONH3·H2O＋CaO=NH3↑＋Ca(OH)2CaO的作用：①吸水后放熱促進(jìn)NH3的放出；②增加溶液中OH－的濃度，減小NH3的溶解度1.關(guān)于氨的下列敘述中，錯(cuò)誤的是()A.氨易液化，液氨常用來(lái)做制冷劑B.氨氣易溶解于水，可用來(lái)做噴泉實(shí)驗(yàn)C.實(shí)驗(yàn)室常用向下排空氣法收集氨氣D.氨氣溶于水能導(dǎo)電，氨氣是電解質(zhì)[答案]D[解析]氨氣易液化，液氨常用來(lái)做制冷劑；氨氣密度比空氣小(常用向下排空氣法收集)；氨氣極易溶于水(可用來(lái)做噴泉實(shí)驗(yàn))；氨氣溶于水，能與水反應(yīng)生成電解質(zhì)一水合氨，其水溶液能導(dǎo)電，但氨氣是非電解質(zhì)。2.氨水的堿性較弱，其原因是()A.它能使酚酞溶液變紅色B.氨水極易揮發(fā)出氨C.氨與水結(jié)合生成的一水合氨(NH3·H2O)只有少部分電離成NHeq\o\al(＋,4)和OH－D.溶于水的氨大部分以NH3分子形式存在[答案]C[解析]NH3溶于水后，大部分結(jié)合成一水合氨的形式，只有少部分NH3·H2O電離成NHeq\o\al(＋,4)和OH－，因此溶液堿性較弱，C項(xiàng)正確。3.下列關(guān)于氨氣、液氨、氨水的敘述正確的是()A.氨氣、液氨、氨水的成分相同，均為純凈物B.蘸有濃鹽酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒相互靠近，有白煙生成C.氨水的密度比水小，且濃度越大，密度越大D.氨水的溶質(zhì)為NH3·H2O，是氨水中含量最多的微粒[答案]B[解析]氨水是混合物，氨水的密度隨濃度的增大而減小，氨水中水的含量最多。4.下列離子方程式書(shū)寫正確的是()A.氯化銨固體和熟石灰混合加熱：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2OB.NaOH溶液與NH4Cl溶液混合加熱：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up7(△))NH3·H2OC.氨水中加入鹽酸：NH3·H2O＋H＋=NHeq\o\al(＋,4)＋H2OD.氨水中加入氯化鐵溶液：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓[答案]C[解析]A項(xiàng)，該反應(yīng)屬于固體間的加熱反應(yīng)，不能寫成離子形式，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，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\up7(△))NH3↑＋H2O，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，符合反應(yīng)原理及離子方程式書(shū)寫要求，正確；D項(xiàng)，一水合氨是弱堿，不能完全電離，向氨水中滴加FeCl3溶液應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀，離子方程式應(yīng)為Fe3＋＋3NH3·H2O=Fe(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)，錯(cuò)誤。5.檢驗(yàn)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，用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙?jiān)谠嚬芸跈z驗(yàn)，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(cè)溶液的酸堿性D.加入氫氧化鈉溶液，加熱，再滴入酚酞溶液[答案]A[解析]檢驗(yàn)銨鹽的方法：將某固體(或其溶液)與強(qiáng)堿共熱，若產(chǎn)生刺激性氣味的氣體，該氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，則原固體為銨鹽(或其溶液)。6.(2018·安徽濉溪一中高一期末)下列有關(guān)銨鹽的說(shuō)法中正確的是()A.所有銨鹽受熱均可以分解，產(chǎn)物均有NH3B.所有銨鹽都易溶于水C.向盛有硫酸銨[(NH4)2SO4]稀溶液的試管中滴加少量NaOH溶液，在試管口用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，試紙變藍(lán)D.銨鹽都能與堿反應(yīng)，不能與酸反應(yīng)[答案]B[解析]銨鹽分解不一定產(chǎn)生氨氣，如NH4NO3在400℃以上分解生成N2、NO2和H2O，A項(xiàng)錯(cuò)誤；所有銨鹽都易溶于水，B項(xiàng)正確；稀(NH4)2SO4溶液中加入少量NaOH，不會(huì)逸出氨氣，C項(xiàng)錯(cuò)誤；弱酸的銨鹽[如NH4HCO3、(NH4)2