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2019-2020年高中化學 4.2《生產(chǎn)生活中的含氮化合物》課標解讀 學案 蘇教版必修1 課標解讀 課標要求 學習目標 了解氨及銨鹽的主要性質(zhì),認識其在生產(chǎn)中的應用。 1.了解氨的物理性質(zhì),掌握氨的化學性質(zhì); 2.了解銨鹽的性質(zhì); 3.掌握銨根離子的檢驗方法。 知識再現(xiàn) 1． 氨分子的結(jié)構(gòu) 寫出氨的化學式、電子式和結(jié)構(gòu)式，_________________________。氨分子氮的化合價為____，分子中含有________（極性、非極性）鍵，鍵角為_____，分子構(gòu)型為______，氨分子為_________（極性、非極性）分子。 2． 氨的物理性質(zhì) 氨是沒有顏色、有______氣味的氣體；密度比空氣____；______溶于水且能快速溶解，在常溫、常壓下1體積水能溶解____體積氨。證明氨極易溶于水的實驗是___________。 3． 氮的噴泉實驗 （1）實驗操作： （2）實驗觀察到的現(xiàn)象： （3）為什么【實驗1】能形成噴泉？ 當擠壓滴管的膠頭，膠頭滴管中的水進入燒瓶，氨迅速溶解，使燒瓶內(nèi)______減小，在______作用下，燒杯內(nèi)的水迅速進入燒瓶形成噴泉。 4． 氨的化學性質(zhì) （1）氨與水反應 氨溶于水時，大部分NH3與H2O結(jié)合，形成NH3?H2O。NH3?H2O可以部分電離生成______和______，所以氨水顯堿性，它能使酚酞試液變紅。請寫出有關方程式：__________________________。 （2）氨與酸反應 【實驗2】 ①實驗步驟：_____________________________； ②觀察到的現(xiàn)象：__________________________________； ③實驗結(jié)論：揮發(fā)性的強酸與氨氣在空氣中相遇便產(chǎn)生_________的現(xiàn)象，如HCl，HBr，HI、HNO3等遇氨氣均有該現(xiàn)象產(chǎn)生，而H2SO4、H3PO4無此現(xiàn)象。 （3）氨的還原性 工業(yè)上利用氨在催化劑（如鉑等）存在的情況下跟氧氣反應來制取硝酸。寫出有關化學方程式，并指出反應的氧化劑、還原劑。  __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ 5．常見的銨鹽有：______、______、______。銨鹽是____溶于水的____色晶體。 （1）銨鹽的受熱分解 氯化銨、碳酸氫銨受熱會發(fā)生分解反應，特別是碳酸氫銨在______以上即可分解，寫出有關化學方程式。 __________________________________________________________ __________________________________________________________ （2）銨鹽與堿反應 寫出下列反應的化學方程式： I．硫酸銨與氫氧化鈉溶液反應； II．硝酸銨與氫氧化鈉溶液反應。 銨鹽遇堿會產(chǎn)生_________________,其離子方程式為_________________________。 （3）NH3的實驗室制法 實驗室一般用_____或_____與_____混合加熱來制取氨氣，不用硝銨或碳銨的原因是____________________；不用NaOH，KOH的原因是___________________________。 氨氣的收集與驗滿：用_______收集，并用_________檢驗氨所是否收集滿。 6． 化學氮肥 （1）化學氮肥主要包括銨態(tài)氮肥（主要成分為______）、硝態(tài)氮肥（主要成分為_______）和有機態(tài)氮肥——尿素_______。 (2)銨態(tài)氮肥 ①常見的銨態(tài)氮肥如______________________________是歷史上最長的氮肥。 ②如何科學儲存和施用銨態(tài)氮肥？____________________________________________ 銨鹽受熱易______，在儲存銨鹽時，應密封包裝并放在____通風處。施肥時，應將其埋在土下以保持肥效，且不能跟______物質(zhì)如______、______等混合施用。 ③尿素和復合化肥 尿素的分子式________，它的含氮量高達______，是目前含氮量最高的氮肥。 尿素作為氮肥有什么優(yōu)點？__________________________________ 工業(yè)上是怎樣合成尿素的？_____________________________________ 復合化肥：目前使用較多的主要是含氮和磷的一類復合化肥。如磷酸一銨（NH4H2PO4）和磷酸二銨[（NH4）2HPO4]等。 例題解析 【例1】如圖，實驗形成的“噴泉”的顏色為紅色。請回答下列問題： ①燒杯內(nèi)裝的是什么氣體？ ②為什么會產(chǎn)生此種現(xiàn)象？ ③在實驗中即使每一步都無誤，噴泉停止后，燒瓶也不能被水充滿，為什么？ 【解析】①因為氣體遇酚酞試液變紅，必為堿性氣體—NH3。 ②此現(xiàn)象包含兩層含意：一是“噴泉”，二是“紅色”。當小滴管中的水進入燒瓶后，由于NH3極易溶于水（1 ：700），使燒瓶內(nèi)壓強減小，當其壓強小于大氣壓時，燒杯中的水被壓入燒瓶，進入燒瓶的水進一步溶解NH3，使燒瓶中的壓強急劇下降，水會越來越迅速地沿尖嘴導管進入燒瓶內(nèi)而形成“噴泉”的現(xiàn)象，直至燒瓶內(nèi)的NH3完全溶解為止。 NH3 + H2O NH3?H2O NH4+ + OH- 而使酚酞變紅，從而產(chǎn)生紅色的噴泉。 ③因為NH3極易溶于水，只能用向下排空氣法收集，這樣很難使NH3充滿燒瓶，其中會殘留少量空氣，所以噴泉停止時，燒瓶內(nèi)一般不能充滿水。 【例2】某同學學習了氨的催化氧化反應后，想自己設計并做一個探究實驗，探究氨在催化劑的作用下被空氣中的氧氣氧化的情況。經(jīng)過仔細考慮，他設計了如下實驗，請你認真分析他設計的實驗，然后回答問題： 實驗方法：在錐形瓶中加入濃氨水，然后將鉑絲加熱到紅熱狀態(tài)，將紅熱的鉑絲插入錐開瓶中，觀察現(xiàn)象。 （1）該同學想探究氨的催化氧化，他為什么選擇濃氨水？若想快速看到實驗現(xiàn)象，應向濃氨水中加入什么物質(zhì)或進行什么操作？ （2）你推測他會看到什么現(xiàn)象？為什么？ 【解析】濃氨水具有揮發(fā)性，揮發(fā)出氨氣，氨在催化劑和加熱的條件下被氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮與空氣中的氧氣反應生成紅棕色的二氧化氮，二氧化氮與水反應生成硝酸（具有揮發(fā)性），硝酸遇到氨氣產(chǎn)生大量的白煙。 氨水除具有堿性外，還具有易揮發(fā)性，且濃度越大越易揮發(fā)，溫度越高越易揮發(fā)。所以，氨水保存時要注意密封，且放到低溫處保存。 由于氨水具有易揮發(fā)性，因此，向濃氨水中加入氫氧化鈉或加熱是實驗室中制備氨氣的一種簡便快捷的方法。 【答案】（1）濃氨水具有揮發(fā)性，可以揮發(fā)出氨氣，進行氨的催化氧化實驗；該同學可向濃氨水中加入氫氧化鈉或加熱來加快濃氨水的揮發(fā)。（2）該同學會看到有紅棕色氣體出現(xiàn)，隨后又消失，然后出現(xiàn)白煙；原因是氨在催化劑的加熱的共同作用下被氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮與空氣中的氧氣反應生成紅棕色的二氧化氮，二氧化氮與水反應生成硝酸（具有揮發(fā)性），硝酸遇到氨氣產(chǎn)生大量的白煙。 【例3】能鑒別Na2SO4、NH4NO3、KCl、（NH4）2SO4四種溶液（可以加熱）的一種試劑是（ ） A．BaCl2 B.Ba(NO3)2 C.Ba(OH)2 D.AgNO3 △ 【解析】NH4+的檢驗方法是：將待檢物取出少量置于試管中，加入NaOH溶液后，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙在管口檢驗，若試紙變藍色，則證明待檢物中含銨鹽（NH4+）： NH4+ + OH- NH3↑ + H2O 上述四種物質(zhì)中，有兩種含NH4+，另有兩種含SO42-，SO42-的檢驗用Ba2+,所以選擇Ba(OH)2來鑒別。將Ba(OH)2溶液分別加入到上述四種溶液中的現(xiàn)象分別為：只有白色沉淀；只有刺激性氣味的氣體；無現(xiàn)象；既有白色沉淀又有刺激性氣味的氣體。 【答案】C 【例4】某同學在實驗室里發(fā)現(xiàn)了一瓶白色固體，加入水中迅速溶解，加入CaCl2溶液中無任何現(xiàn)象，加入澄清石灰水中有白色沉淀生成；加熱時有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍；加熱固體粉末，發(fā)現(xiàn)有氣體和水滴生成，最后不留任何殘渣。該同學發(fā)現(xiàn)的白色固體是什么？你能幫助他分析產(chǎn)生這些實驗現(xiàn)象的原因嗎？并寫出有關的化學方程式。 【解析】固體加入CaCl2溶液中任何現(xiàn)象，加入澄清石灰水中有白色沉淀生成，說明白色固體中有HCO3-；加熱反應后的溶液，有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，說明白色固體中有NH4+。所以，白色固體為碳酸氫銨。 【答案】白色固體為碳酸氫銨；HCO3-與OH-反應生成CO32-和水，CO32-與Ca2+反應生成碳酸鈣白色沉淀，碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、二氧化碳和水，沉淀消失；加熱碳酸氫銨，碳酸氫銨完全分解生成氨氣、二氧化碳和水，最后無殘渣剩余。 △ 有關的化學方程式為： △ NH4HCO3 + Ca(OH)2 NH3↑ + CaCO3↓ + 2H2O NH4HCO3 NH3↑ + CO2↑ + H2O 【例5】下圖表示A、B、C、D、E五種含氮物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的關系圖。其中A、B、C、D常溫下都是氣體，B為紅棕色，寫出A、B、C、D、E的化學式和各步反應的化學方程式。 A D C A D B E 催化劑 高溫、高壓 閃電O2 O2 H2O Cu 催化劑 O2△ （1）各物質(zhì)的化學式 A________ B_________ C_________ D__________ E__________ （2）各步反應的化學方程式 A C _______________________________ D C _______________________________ B E _______________________________ E C _______________________________ C B _______________________________ 【解析】本題的突破口B為紅棕色，B是NO2，C與O2能生成氣體B，故C為NO。E在常溫下不是氣體，故E為HNO3，由圖轉(zhuǎn)化關系進一步分析知A為N2，D為NH3。 【答案】略。 【例6】在標準狀況下，用以下氣體做噴泉實驗，請根據(jù)情況，填寫燒瓶中溶液的物質(zhì)的量濃度（假設燒瓶中溶質(zhì)不能擴散出來）。 （1）用氯化氫氣體做噴泉實驗，噴泉結(jié)束后，水充滿燒瓶，則溶液的物質(zhì)的量濃度為_______； （2）用NH3做噴泉實驗，噴泉結(jié)束后，水充滿燒瓶，則溶液的物質(zhì)的量濃度為_______； （3）用NO2氣體做噴泉實驗，噴泉結(jié)束后，水充至燒瓶容積的2/3處，則溶液的物質(zhì)的量濃度為________； （4）用NO2和O2按4 ：1體積比混合，噴泉結(jié)束后，水充滿燒瓶，則溶液的物質(zhì)的量濃度為________； 【解析】（1）由于HCl氣體極易溶于水，最終所得溶液的體積和原HCl氣體的體積相等，即相當于V L溶液中溶解了HCl氣體：（設燒瓶體積為V L），溶液的物質(zhì)的量濃 度為：mol?L-1=0.045 mol?L-1。 （2）由于NH3也極易溶于水，最終所得溶液的體積和原NH3的體積是相等的。故所得溶液的物質(zhì)的量濃度也為 mol?L-1，約為0.045 mol?L-1。 （3）由反應方程式3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO知，NO2氣體有2/3被氧化成HNO3，噴泉結(jié)束后所得溶液的體積亦為原NO2氣體體積的2/3，故該溶液的物質(zhì)的量濃度為 mol?L-1，約為0.045 mol?L-1。 （4）由反應方程式4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3知，NO2與HNO3的物質(zhì)的量相等，NO2的體積占混合氣體總體積的4/5，即相當于1L溶液中溶有的HNO3為：，約為0.036mol，其物質(zhì)的量濃度為0.036 mol?L-1。 【答案】見解析