高一化學(xué)氨、銨鹽課件[1]

1、 氮元素是一切動(dòng)植物的生長(zhǎng)都氮元素是一切動(dòng)植物的生長(zhǎng)都需要的營(yíng)養(yǎng)元素。大氣中含有大量的需要的營(yíng)養(yǎng)元素。大氣中含有大量的氮?dú)?，但是不能被多?shù)生物直接吸收，氮?dú)猓遣荒鼙欢鄶?shù)生物直接吸收，多數(shù)生物只能吸收含氮元素的化合物。多數(shù)生物只能吸收含氮元素的化合物。 氮的固定氮的固定( (fixation of nitrogen) )： 將空氣中將空氣中游離態(tài)的氮游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)榈幕系幕衔镂锏姆椒ń凶龅墓潭ā５姆椒ń凶龅墓潭?。氮氮的的固固定定自然自然固氮固氮人工人工固氮：固氮?工業(yè)合成氨工業(yè)合成氨 豆科植物豆科植物根瘤菌固氮；根瘤菌固氮；打雷放電打雷放電條件下固氮。條件下固氮。 一、氨

2、一、氨(NH3)：(ammonia) 合成氨是人類發(fā)展史上的合成氨是人類發(fā)展史上的一項(xiàng)重大突破，解決了因一項(xiàng)重大突破，解決了因糧食不足而導(dǎo)致的饑餓和糧食不足而導(dǎo)致的饑餓和死亡問(wèn)題。死亡問(wèn)題。對(duì)合成氨研究有貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家對(duì)合成氨研究有貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家 哈伯哈伯( (18681934)，德國(guó)化學(xué)家德國(guó)化學(xué)家, ,合成合成氨工業(yè)的奠基人。氨工業(yè)的奠基人。1918年哈伯由于對(duì)年哈伯由于對(duì)合成氨研究作出過(guò)合成氨研究作出過(guò)重大貢獻(xiàn)，而獲諾重大貢獻(xiàn)，而獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。19001900年，法國(guó)化學(xué)家年，法國(guó)化學(xué)家勒沙特列勒沙特列在研究在研究平衡移動(dòng)原理的基礎(chǔ)上通過(guò)計(jì)算，認(rèn)平衡移動(dòng)原理的基礎(chǔ)上通過(guò)

3、計(jì)算，認(rèn)為為N N2 2、H H2 2在高壓條件下可以直接化合在高壓條件下可以直接化合生成氨，接著，他用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。但生成氨，接著，他用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。但在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生了爆炸，他也沒有在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生了爆炸，他也沒有調(diào)查事故發(fā)生的原因，而是覺得這個(gè)調(diào)查事故發(fā)生的原因，而是覺得這個(gè)實(shí)驗(yàn)有危險(xiǎn)，于是放棄了研究。勒沙實(shí)驗(yàn)有危險(xiǎn)，于是放棄了研究。勒沙特列的合成氨實(shí)驗(yàn)就這樣夭折了。特列的合成氨實(shí)驗(yàn)就這樣夭折了。后來(lái)查明是由于他所用混合氣體中含有后來(lái)查明是由于他所用混合氣體中含有O2，實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)中H2和和O2化合發(fā)生了爆炸?；习l(fā)生了爆炸。 稍后，稍后，德國(guó)化學(xué)家耐斯特德國(guó)化學(xué)家耐斯特通過(guò)理通過(guò)理論計(jì)算，

4、認(rèn)為合成氨是不可能的。因論計(jì)算，認(rèn)為合成氨是不可能的。因此人工合成氨的研究又一次止步。后此人工合成氨的研究又一次止步。后來(lái)才發(fā)現(xiàn)，是能斯特計(jì)算時(shí)誤用了一來(lái)才發(fā)現(xiàn)，是能斯特計(jì)算時(shí)誤用了一個(gè)熱力學(xué)數(shù)據(jù)，以至得到錯(cuò)誤結(jié)論。個(gè)熱力學(xué)數(shù)據(jù)，以至得到錯(cuò)誤結(jié)論。 在合成氨研究屢屢受挫的情況下，在合成氨研究屢屢受挫的情況下，德德國(guó)另一位化學(xué)家哈伯國(guó)另一位化學(xué)家哈伯知難而進(jìn)，對(duì)合成知難而進(jìn)，對(duì)合成氨進(jìn)行了全面系統(tǒng)地研究和實(shí)驗(yàn)，終于氨進(jìn)行了全面系統(tǒng)地研究和實(shí)驗(yàn)，終于在在19081908年年7 7月在實(shí)驗(yàn)室里用月在實(shí)驗(yàn)室里用N N2 2和和H H2 2在在600600、200200個(gè)大氣壓下合成氨，產(chǎn)率雖只有個(gè)大氣

5、壓下合成氨，產(chǎn)率雖只有2%2%，但卻是科學(xué)上的一項(xiàng)重大突破。但卻是科學(xué)上的一項(xiàng)重大突破。 當(dāng)哈伯的合成氨工藝流程公眾于世后，立即當(dāng)哈伯的合成氨工藝流程公眾于世后，立即引起了德國(guó)當(dāng)時(shí)的統(tǒng)治者們的注意，德國(guó)統(tǒng)引起了德國(guó)當(dāng)時(shí)的統(tǒng)治者們的注意，德國(guó)統(tǒng)治者為了達(dá)到吞并歐洲稱霸世界的野心，同治者為了達(dá)到吞并歐洲稱霸世界的野心，同時(shí)也利用哈伯想成為百萬(wàn)富翁的貪婪心理，時(shí)也利用哈伯想成為百萬(wàn)富翁的貪婪心理，請(qǐng)哈伯出任德國(guó)威廉研究所所長(zhǎng)，繼續(xù)他的請(qǐng)哈伯出任德國(guó)威廉研究所所長(zhǎng)，繼續(xù)他的研究。從研究。從19111911年到年到19131913年短短兩年時(shí)間內(nèi)，年短短兩年時(shí)間內(nèi)，哈伯不僅提高了合成氨的產(chǎn)率，而且合成了

6、哈伯不僅提高了合成氨的產(chǎn)率，而且合成了10001000噸噸液氨，并且用它制造出液氨，并且用它制造出35003500噸烈性炸噸烈性炸藥藥TNTTNT。 到了到了19131913年第一次世界大戰(zhàn)時(shí)，年第一次世界大戰(zhàn)時(shí)，哈伯已為德國(guó)建成了無(wú)數(shù)個(gè)大大小小哈伯已為德國(guó)建成了無(wú)數(shù)個(gè)大大小小的合成氨工廠，為侵略者制造了數(shù)百的合成氨工廠，為侵略者制造了數(shù)百萬(wàn)噸炸藥，從而導(dǎo)致并蔓延了這場(chǎng)秧萬(wàn)噸炸藥，從而導(dǎo)致并蔓延了這場(chǎng)秧禍全球的世界大戰(zhàn)，這也是第一次世禍全球的世界大戰(zhàn)，這也是第一次世界大戰(zhàn)德國(guó)為什么能堅(jiān)持這么久的謎界大戰(zhàn)德國(guó)為什么能堅(jiān)持這么久的謎底。底。 當(dāng)事實(shí)真相大白于天下時(shí)，當(dāng)事實(shí)真相大白于天下時(shí)，哈伯受到

7、了各國(guó)科學(xué)家的猛烈抨哈伯受到了各國(guó)科學(xué)家的猛烈抨擊，尤其是當(dāng)他獲得擊，尤其是當(dāng)他獲得19181918年諾貝年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)時(shí)，更激起了世界人民爾化學(xué)獎(jiǎng)時(shí)，更激起了世界人民的憤怒。的憤怒。 人工合成氨實(shí)驗(yàn)的成功令人歡人工合成氨實(shí)驗(yàn)的成功令人歡心鼓舞，它對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防心鼓舞，它對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防科技的重大意義是不言而喻的?？萍嫉闹卮笠饬x是不言而喻的。但三位科學(xué)家留給后人的思考也但三位科學(xué)家留給后人的思考也是深刻的是深刻的科學(xué)必須造福于民！科學(xué)必須造福于民！ N2+3H2 2NH3（3 3）制取裝置：）制取裝置： 固固加熱裝置固固加熱裝置（5 5）驗(yàn)滿：？）驗(yàn)滿：？（4 4）收集裝置：）收集裝置：

8、 （6 6）環(huán)保措施）環(huán)保措施: :？（7 7）干燥裝置：？）干燥裝置：？棉花的作用：棉花的作用：防止空氣對(duì)流防止空氣對(duì)流濃氨水濃氨水方法二：加熱濃氨水制氨氣方法二：加熱濃氨水制氨氣NH3H2O= NH3+H2O CaO或或NaOH濃氨水濃氨水NH3水水酚酞酚酞使少量的水使少量的水進(jìn)入燒瓶。觀察進(jìn)入燒瓶。觀察并描述現(xiàn)象。并描述現(xiàn)象。 NH3水水酚酞酚酞【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】 ：一、氨一、氨(NH(NH3 3) )： 1 1氨的物理性質(zhì)：氨的物理性質(zhì)：顏色：顏色：氣味：氣味：狀態(tài)：狀態(tài)：密度：密度：無(wú)色無(wú)色有刺激性氣味有刺激性氣味氣體氣體比空氣的密度小比空氣的密度小水溶性：極易溶于水（水溶性：極易

9、溶于水（1:7001:700）氨易液化，液氨氣化時(shí)吸收大量熱液氨氣化時(shí)吸收大量熱 制冷劑。制冷劑。氨的溶解更主要的是化學(xué)反應(yīng)。氨的溶解更主要的是化學(xué)反應(yīng)。氨溶于水時(shí)，氨溶于水時(shí)，氨與水結(jié)合氨與水結(jié)合，形成一水合氨（形成一水合氨（NH3H2O）。）。 NH3+H2O NH3H2O一水合氨一水合氨NH3H2O可以可以部分部分電離形成電離形成NH4+和和OH-，所以氨水顯，所以氨水顯弱堿性弱堿性。 NH3H2O NH4+OH-NH3+H2O NH3H2ONH4+OH-注意注意: 涉及氨水濃度時(shí)，氨水的溶質(zhì)涉及氨水濃度時(shí)，氨水的溶質(zhì)是是NH3，而不是，而不是NH3 H2O。NH3H2O不穩(wěn)定，不穩(wěn)定，

10、受熱受熱時(shí)容易分解為時(shí)容易分解為NH3和和H2O。不加熱不分解不加熱不分解. . NH3H2O= NH3+H2O 【知識(shí)延伸知識(shí)延伸】：揮發(fā)性酸揮發(fā)性酸（HCl、HNO3等）等）遇氨遇氨氣均有白煙生成氣均有白煙生成；難揮發(fā)性酸難揮發(fā)性酸H2SO4無(wú)此現(xiàn)象。無(wú)此現(xiàn)象。NH3+HCl=NH4Cl； NH3+HNO3= NH4NO3；2NH3+ H2SO4= (NH4)2SO4；思考：思考：NH3能用濃硫酸干燥嗎？能用濃硫酸干燥嗎？應(yīng)該用什么來(lái)干燥？應(yīng)該用什么來(lái)干燥？ 氨與氧氣反應(yīng)（氨的催化氧化）：氨與氧氣反應(yīng)（氨的催化氧化）： 4NH3+5O2= 4NO+6H2O 催化劑催化劑 工業(yè)制硝酸的基礎(chǔ)。

11、工業(yè)制硝酸的基礎(chǔ)。N2NH3NONO2HNO3O2O2H2O N2+3H2 2NH34NH3+5O2= 4NO+6H2O 催化劑催化劑 2NO + O2= 2NO2 3NO2 +H2O =2HNO3 +NO氨氨制銨鹽制銨鹽制硝酸制硝酸制純堿制純堿制尿素制尿素作致冷劑作致冷劑 制醫(yī)用氨水制醫(yī)用氨水 氨的用途制硝酸制純堿制尿素做致冷劑2NH3+H2SO4 =(NH4)2SO4NH3 +HNO3 = NH4NO3 NH3 +CO2+ H2O = NH4 HCO3 制銨鹽制銨鹽4NH3+5O2 = 4NO+6H2O催化劑2 NO + O2 NO + O2 2 = 2NO = 2NO2 2 3NO3NO

12、2 2 + H+ H2 2O = 2HNOO = 2HNO3 3 + NO + NO制硝酸制硝酸2NH3+CO2 = CO(NH2)2+ H2O催化劑制尿素制尿素NH3(g) NH3(l)放熱吸熱制冷劑制冷劑（3 3）制取裝置：）制取裝置： 固固加熱裝置固固加熱裝置（5 5）驗(yàn)滿：）驗(yàn)滿：（4 4）收集裝置：）收集裝置： 環(huán)保措施環(huán)保措施: :干燥裝置干燥裝置棉花的作用：棉花的作用：防止空氣對(duì)流防止空氣對(duì)流（5 5）驗(yàn)滿：）驗(yàn)滿：a a：濕潤(rùn)的紅色石蕊：濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)（唯一的一試紙變藍(lán)（唯一的一種堿性氣體）種堿性氣體）（4 4）收集裝置：向下排空氣法）收集裝置：向下排空氣法b b：蘸有

13、濃：蘸有濃HCl的玻的玻璃棒接近試管口產(chǎn)璃棒接近試管口產(chǎn)生白煙。生白煙。環(huán)保措施環(huán)保措施: :濃硫酸吸收多余的氨氣濃硫酸吸收多余的氨氣. .干燥裝置干燥裝置水吸收裝置：倒扣漏斗水吸收裝置：倒扣漏斗用堿石灰堿石灰干燥。干燥。 主要雜質(zhì)為水蒸氣，選用試劑為堿主要雜質(zhì)為水蒸氣，選用試劑為堿性干燥劑（如：堿石灰、燒堿、生石性干燥劑（如：堿石灰、燒堿、生石灰）灰） 不能不能用酸性干燥劑（如：用酸性干燥劑（如：濃硫酸、濃硫酸、五氧化二磷、濃磷酸五氧化二磷、濃磷酸），也），也不能不能用與用與之能發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)的鹽（之能發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)的鹽（如：氯化鈣、如：氯化鈣、硫酸銅硫酸銅）。）。常見干燥劑常見干燥劑 酸性干燥

14、劑酸性干燥劑: : 濃硫酸濃硫酸(l), (l), 五氧化二磷五氧化二磷(s)(s)，硅膠等硅膠等; ;主要干燥酸性或中性氣體主要干燥酸性或中性氣體, , 如如SOSO2 2, , COCO2 2, CO, NO, CO, NO2 2, O, O2 2 堿性干燥劑堿性干燥劑: :堿石灰堿石灰(s),NaOH(s)(s),NaOH(s)，CaO CaO 等等; ;主要干燥堿性或中性氣體主要干燥堿性或中性氣體, , 如如NHNH3 3, CO, O, CO, O2 2 中性干燥劑中性干燥劑:CaCl:CaCl2 2(s), MgSO(s), MgSO4 4(s)(s)等等; ;這類干這類干燥劑不常

15、用燥劑不常用, ,因?yàn)楹軓?fù)雜因?yàn)楹軓?fù)雜, , 例如例如CaClCaCl2 2不能干不能干燥燥NH3,NH3,因它可以和因它可以和NH3NH3形成復(fù)雜的絡(luò)合物形成復(fù)雜的絡(luò)合物 方法一：方法一： 方法二：加熱濃氨水制氨氣方法二：加熱濃氨水制氨氣 方法三：方法三：將濃氨水滴到強(qiáng)堿固體上將濃氨水滴到強(qiáng)堿固體上 方法四：將濃氨水滴到生石灰上方法四：將濃氨水滴到生石灰上2 NH3H2O+CaO = Ca（OH）2+2NH34 4、銨鹽、銨鹽1 1）銨鹽的涵義）銨鹽的涵義: : 由銨根離子由銨根離子(NH4+)與酸根與酸根離子構(gòu)成的化合物叫銨鹽離子構(gòu)成的化合物叫銨鹽. .物理性質(zhì)：銨鹽都物理性質(zhì)：銨鹽都易易

16、溶于水溶于水2 2）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 +Na2SO4+H2ONH4NO3 + NaOH = NH3+NaNO3 + H2ONH4+OH- =NH3 +H2O【結(jié)論結(jié)論】： 銨鹽的通性銨鹽的通性 均能與堿共熱產(chǎn)生均能與堿共熱產(chǎn)生氨氣氨氣。 實(shí)質(zhì)：實(shí)質(zhì)： 思考思考滴加滴加NaOHNaOH溶液溶液，再加熱，并將，再加熱，并將濕潤(rùn)的紅濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙色石蕊試紙靠近試管口?？拷嚬芸凇Ｈ绻惶峁┤鐖D如果只提供如圖2 2的裝置，的裝置，請(qǐng)說(shuō)明引發(fā)噴泉的方法。請(qǐng)說(shuō)明引發(fā)噴泉的方法。 水水氨氣氨氣打開夾子，用手（或熱毛打開夾子，用手（或熱毛巾等）將燒瓶捂熱，氨氣巾等）將燒瓶捂熱，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉。即發(fā)生噴泉。 練習(xí)練習(xí)(2)(2)若該實(shí)驗(yàn)在標(biāo)況下完成，燒若該實(shí)驗(yàn)在標(biāo)況下完成，燒瓶的容積為瓶的容積為VL，噴泉實(shí)驗(yàn)后溶液充滿整，噴泉實(shí)驗(yàn)后溶液充滿整個(gè)燒瓶，所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度個(gè)燒瓶，所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為多少？為多少？LmolVVVnc/4 .2214 .22練習(xí)練習(xí)(3)(3) 如氣體與干燥劑之間若發(fā)生了氧化還原反