鲁科版 (2019)必修 第一册第3节 氮的循环教案

这是一份鲁科版 (2019)必修 第一册第3节 氮的循环教案，共8页。教案主要包含了活动探究，课堂小结，课堂练习等内容，欢迎下载使用。

3.3.2 氨的转化与生成
本节教学内容是鲁教版高中化学必修第一册第三章第三节《氮的循环》的第二课时。该部分的教学内容涉及到氨的转化与生成的相关知识和概念，氮的各种重要化合物的相关性质和反应现象，不同氮的化合物的用途。通过研究氨的转化及性质和用途，可以使我们从物质类别和元素价态的视角认识物质间的转化关系，深化对物质及其变化多样性的认识。通过学习这部分知识，学生将学习并掌握氨的转化与生成的相关反应；学习并掌握氨性质；通过本节内容的学习，学生将感受氮元素的多种化合物的不同特性和用途以及氮循环与人类活动关系。
证据推理与模型认知：培养学生根据实验现象分析、推理、判断的能力。
宏观辨析与微观探析：了解氨的物理性质及喷泉实验的原理。
科学态度与社会责任：氨与生活息息相关，学习氨的用途可以帮助学生认识化学对社会发展的重要作用。
重点：氨的转化与生成
难点：氨气的实验室制法
实验用品、多媒体教学平台
【引入】
2019年11月21日下午三点半左右，由于工人操作不当，陕西省汉中西乡一肉类加工厂氨气发生泄漏，情况十分危急。当地公安、消防、环保等多部门立即到达现场进行处置。处置小组进行现场警戒，疏散了周围群众。消防人员和工厂技术人员佩戴重型防化服等防护装备，相互配合，进入内部关阀断气，经过18分钟，成功将泄漏的氨气阀门关闭。与此同时，消防人员利用开花水枪、移动自摆炮、两辆洒水车对空气中残留氨气气体进行稀释。经过两个半小时的稀释，现场空气达到安全指数。
【思考】
1、如何吸收弥漫在空气中的大量氨气？
2、被围困在污染区的群众怎样做才能避免吸入氨气？
氨气有毒，对人体会造成伤害，在以上处理过程中利用了氨气的哪些性质呢？
【板书】
二、氨的转化与生成
1.氨气（NH3）
（1）.氨气的物理性质
无色、易液化(液氨常用作致冷剂)，有刺激性气味的气体；在标准状况下，密度为0.771 g · L-1，比空气小；极易溶于水且能快速溶解，常温、常压下1体积水能溶解约700体积氨气。
（1）.氨气的化学性质
【活动探究】
氨气的转化与生成
氨气的应用非常广泛，氨气的转化与生成也就成为人们关注的课题。那么，以氨气为原料，如何将其转化为在农业生产中有着广泛应用的氨水、氯化铵和硝酸？另外，哪些含有氮元素的物质能够转化为氨气？
根据上述问题设计完整的实验方案，实施部分实验，实现氨气的转化与生成。
任务一：实现从氨气到其他含氮化合物的转化
【实验】：喷泉实验
在干燥的圆底烧瓶里充满氨气，用带有玻璃管和滴管（滴管里预先吸入水）的塞子塞进瓶口。倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水的烧杯（预先在水里滴入少量酚酞溶液）中。打开止水夹并轻轻挤压滴管，使少量水进入烧瓶。
实验现象：烧杯中的水进入烧瓶形成喷泉，烧瓶内液体呈现红色
实验操作：打开止水夹，挤压滴管的胶头，使少量水进入圆底烧瓶。
实验原理：少量水溶解大量气体，使烧瓶内外在短时间内迅速产生较大的压强差，利用大气压将烧杯中的液体压入烧瓶内。
实验成功的关键：
1、装置气密性好 2、烧瓶要干燥 3、气体要充满烧瓶
【小结】
①与H2O反应：NH3+H2O SKIPIF 1 < 0 NH3·H2O SKIPIF 1 < 0 NH4++OH-
氨水的成分：NH3、H2O、NH3·H2O ；NH4+、OH-、H+
一水合氨是弱碱，能使酚酞试液变红
氨气的检验：使湿润的红色石蕊试纸变蓝
【实验】氨气与氯化氢气体反应
②与酸的反应
NH3+HCl ==== NH4Cl
NH3+HNO3 ==== NH4NO3
2NH3+H2SO4 ==== (NH4)2SO4
③ NH3的催化氧化
4NH3+5O2 eq \(═══,\s\up8(催化剂),\s\d7(△)) 4NO+6H2O
注意：
①反应条件：催化剂、加热
②是工业制硝酸中的关键一步，也叫氨的催化氧化
③说明氨有一定的还原性，可被O2、Cl2、CuO等氧化
工业制取硝酸：
第一步： 4NH3+5O2 eq \(═══,\s\up8(催化剂),\s\d7(△)) 4NO+6H2O
第二步：2NO+O2=2NO2
第三步：3NO2+H2O=2HNO3+NO
2.氨气的生成
（1）.铵盐的分解
【实验】加热 NH4Cl
现象：固体在试管底部消失，试管口附近有固体生成。
①加热NH4Cl
NH3+ HCl eq \(══,\s\up8(Δ)) NH4Cl
【实验】加热NH4HCO3
现象：固体消失，有气体生成，澄清石灰水变浑浊。
②加热NH4HCO3
NH4HCO3 eq \(══,\s\up8(Δ))NH3↑+CO2 ↑ + H2O
（2）铵盐与碱反应
【实验】氯化铵与氢氧化钠溶液反应
现象：湿润的红色石蕊试纸变蓝。
NH4+ +OH eq \(══,\s\up8(Δ)) NH3↑ + H2O
氨的实验室制法 ：
原理：2NH4Cl+Ca(OH)2 eq \(══,\s\up8(Δ)) CaCl2+2NH3↑+2H2O
气体发生装置：固+固，加热型
干燥装置：用碱石灰干燥
收集装置：向下排空气法

尾气处理: 用水或浓硫酸吸收多余的氨气
验满：a：使湿润的红色石蕊试纸变蓝（唯一的一种碱性气体）
b：蘸有浓HCl的玻璃棒接近试管口产生白烟
【小结】铵根离子检验：
化学原理：铵盐与浓碱反应生成氨气。
检验方法：取少量溶液于小试管中，滴加浓氢氧化钠溶液，加热，若产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，就可以判断该物质是铵盐。
3.氨的用途
制氮肥铵盐；制硝酸、纯碱 ；致冷剂；有机合成工业原料 。
4.氮肥
（1）.化学氮肥
铵态氮肥→主要成分NH4+
硝态氮肥→主要成分NO3-
有机态氮肥→尿素
（2）.氮肥能够促进作物生长，并提高作物中蛋白质的含量。
【课堂小结】
【课堂练习】
1．下列关于氨气的叙述，错误的是( )
A．氨气极易溶解于水
B．氨气可以使湿润的蓝色石蕊试纸变红色
C．氨气具有还原性
D．可以用玻璃棒蘸取浓盐酸检验氨气的存在
2．下列方法适合实验室制取氨气的是( )
A．N2和H2催化加热制取氨气
B．加热NH4Cl制取氨气
C．向碱石灰固体上滴加浓氨水
D．将NH4Cl溶液和NaOH溶液混合
3．下列离子方程式书写正确的是( )
A．实验室用氯化铵和熟石灰制氨：NHeq \\al(＋,4)＋OH－eq \(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O
B．NaOH溶液与NH4Cl溶液混合加热：NHeq \\al(＋,4) ＋OH－eq \(=====,\s\up7(△))NH3·H2O
C．氨水中加盐酸：NH3·H2O＋H＋===NHeq \\al(＋,4)＋H2O
D．氨水中加入氯化铁溶液：Fe2＋＋2NH3·H2O===2NHeq \\al(＋,4)＋Fe(OH)2↓
4．某同学仿照“喷泉”实验的原理，在实验室做了一个“喷烟”实验，如图所示。他在甲、乙两个烧瓶中分别充入X、Y两种无色气体，在胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液，实验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶内，然后打开止水夹，便可以看到甲烧瓶中的导管口喷出白色的烟，同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅。若已知X、Y是HCl、NH3、Cl2、O2、CH4、SO2、NO气体中的两种，则下列判断中正确的是( )
A．X是NH3，Y是HClB．X是Cl2，Y是NH3
C．X是SO2，Y是O2D．X是NO，Y是O2
5．为了检验某固体物质中是否含有NHeq \\al(＋,4)，你认为下列试纸或试剂一定用不到的是( )
①蒸馏水 ②NaOH溶液 ③红色石蕊试纸 ④蓝色石蕊试纸 ⑤稀硫酸
A．①⑤B．④⑤
C．①③D．①④⑤
6．某学习兴趣小组探究氨气的制取实验：
(1)甲同学拟用下列方法制备氨气，其中合理的是________(填序号，下同)。
A．将氯化铵固体加热分解
B．将浓氨水滴入氢氧化钠固体中
C．将氢氧化钠固体加入浓氨水中
D．将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中
(2)根据上述正确的原理，该同学欲用下列常见的实验室制气装置制取氨气，适宜的装置是________。
(3)气体的性质是气体收集方法选择的主要依据，下列性质与收集方法无关的是________。
①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳定性 ⑤与氧气反应
(4)下图是甲同学设计收集氨气的几种装置，其中可行的是________，集气的原理是____________________________________________________________________________________________________________________。
1-5 B C C A B
6.答案 (1)B (2)C (3)②④
(4)d 利用氨气密度小于空气，采用短管进氨气，长管出空气，即可收集氨气
预期转化
设计思路
选取试剂
实验现象
得出结论
NH3→ NH3·H2O
预期转化
设计思路
选取试剂
实验现象
得出结论
NH3→NH4Cl

预期转化
设计思路
选取试剂
实验现象
得出结论
NH3 → NO →NO2 →HNO3