氨、硫酸和硝酸教学设计示例1

教案课题：第四章第一节氨硫酸硝酸(一)------氨授课班级课时教学目的知识与技能1、通过观察与实验了解氨气的物理性质；认识氨气、铵盐的化学性质，学会氨气的实验室制取、收集、检验的方法。2、知道铵根离子的检验方法3、认识氨在生产中的应用过程与方法通过对氮及其化合物的归纳与比较，培养学生归纳整合的能力。情感态度价值观1、通过氮肥能提高粮食产量解决饥饿问题，让学生感悟化学和技术对社会发展的巨大贡献。2、通过对氮的循环的学习树立学生认识人与自然的和谐发展的意识。重点氨的化学性质和制取难点氨气的还原性知识结构与板书设计合成氨工业：N2+3H22NH3第四章第一节氨硫酸硝酸一、氨(ammonia)(一)氨的物理性质1、无色,有特殊刺激性气味的气体，密度比空气小。2、氨水密度比水小3、极易液化,液氨汽化时要吸收大量热4、极易溶于水(二)氨的化学性质1、与H2O反应NH3+H2ONH3·H2ONH4＋＋OH―NH3·H2O△NH3↑+H2O2、与酸反应NH3＋HCl＝＝NH4Cl（产生白烟，可用于检验NH3）NH3＋HNO3＝＝NH4NO3（白烟）高温高压催化剂2NH3＋H2SO4＝＝(NH4)2SO4（吸收NH3的方法）NH3＋H2O＋CO2＝＝NH4HCO3（俗称碳铵）3、氨的催化氧化：4NH3+5O2催化剂△4NO+6H2O4、氨气的还原性(1)NH3还原氧化铜：2NH3+3CuO△3Cu+N2+3H2O(2)与纯氧的反应：4NH3+3O2(纯)点燃2N2+6H2O(3)与氯气的反应：若NH3不足，则2NH3+3Cl2==6HCl+N2若NH3充足，则8NH3+3Cl2==6NH4Cl+N2(三)铵盐1、物理性质：易溶于水无色晶体。2、化学性质(1)铵盐受热易分解NH4HCO3==NH3↑+H2O+CO2↑NH4Cl△NH3↑+HCl↑(NH4)2SO4△2NH3↑+H2SO45NH4NO3△2HNO3+4N2↑+9H2ONH4NO3===N2O↑+2H2O(撞击或加热)2NH4NO3===2N2↑+O2↑+4H2O(加热到500℃)(2)与碱反应(NH4)2SO4+2NaOH△Na2SO4+2NH3↑+2H2O（3）NH4＋的检验原理：NH4＋＋OH―△NH3↑＋H2O现象：有刺激性气味气体产生，能使红色石蕊试纸变蓝。(四）实验室制NH31、实验原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2△CaCl2+2NH3↑+2H2O2、干燥剂：碱石灰3、收集方法：向下排空气法4、检验：（1）湿润的红色石蕊试纸――变蓝（2）沾有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口------白烟5、棉花团的作用：防止试管内的NH3与管外空气形成对流教学过程教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动［引言］我们知道，“氮是生命元素”，氮是蛋白质的重要成份，动植物生长需要吸收含氮的养料，一般植物不能直接摄取空气中的游离态氮，只能吸收两种形式的化合态氮，一种是氨和铵盐，一种是硝酸盐。但我们自然界中氮主要以什么样的形式存在呢？［投影］［讲］我们知道，自然界中氮主要以游离态的形式存在，但植物只能吸收化合态的氮，因此，我们要想办法将游离态的氮转化成化合态的氮，这种的方法叫氮的固定。［投影］氮的固定(fixationofnitrogen)：将游离的氮（N2）转变为氮的化合物的过程［讲］合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，德国化学家哈伯因为合成氨巨大贡献，获1918年诺贝尔化学奖。直至今天，化学工业上仍旧采用氢气和氮气直接合成氨［板书］合成氨工业：N2+3H22NH3［讲］合成氨工业解决了地球上因粮食不足而导致饥饿和死亡问题，这是化学和技术对社会发展与进步做出巨大的贡献。但科学是一把双刃剑，当年哈伯并没有将NH3为人类造福，而是被德国纳粹所利用，制造了危害性非常大的毒气弹。那么，NH3究竟有哪些性质呢？本节课我们来学习NH3和铵盐的一些知识。高温高压催化剂［板书］第四章第一节氨硫酸硝酸一、氨(ammonia)(一)氨的物理性质［讲］新闻阅读：据中国新闻网报道:2004年4月20日上午10时，杭州市一制冷车间发生氨气泄漏事件，整个厂区是白茫茫的一片，方圆数百米，空气中弥漫着一股浓烈的刺激性气味，进入厂区呼吸都感到困难。厂区内寒气逼人。市消防中心接到报案后立即制定方案，出动上百名消防队员，十余量消防车……［思考与交流］1、为什么在氨气泄漏时工厂里会寒气逼人？2、如何吸收弥漫在空气中的大量氨气？3、被围困在污染区的群众怎样做才能保证不吸入氨气？［讲］由这段新闻，我们可以推测氨气有什么物理性质呢？［板书］1、无色,有特殊刺激性气味的气体，密度比空气小。2、氨水密度比水小3、极易液化,液氨汽化时要吸收大量热4、极易溶于水［讲］NH3有刺激性气味，对人有刺激性作用，因此NH3有毒。密度比空气小，可用向下排空气法收集NH3。因为氨气易液化，所以氨气常用作致冷剂。氨气极易溶于水，1体积水能吸收700体积氨气。因此可以设计喷泉实验。［实验探究］喷泉实验［讲］喷泉是一种宏观的液体喷涌现象，既有天然的，也有人为的，现在以NH3的喷泉实验为例，说明喷泉实验的相关问题。演示实验，可让学生动手参与［投影］喷泉实验(1)实验操作：如图所示，由于NH3极易溶于水，先打开止水夹，挤压胶状滴管，少量的H2O既可溶解大量的NH3(1：700)，使烧瓶内气体的压强迅速减小。外界大气压，将烧杯中的H2O压入上面的烧瓶，形成美丽的喷泉。［讲］计算表明，当气体在水中的溶解度大于17时，该气体既能形成喷泉实验，故NH3、HCl、HBr、HI、SO2等气体均能溶于水产生喷泉现象。［问］请同学们根据刚才的操作描述一下实验现象？形成红色喷泉［问］为什么原来的无色的酚酞溶液进入烧瓶后就会变红呢？这说明NH3溶于水后还与水发生反应，得到的溶液显碱性，酚酞遇碱显红色［投影］(2)实验原理：两个容器通过连接管组成连通器，装有液体的容器压强远大于另一个容器的压强(即产生较大的压强差），就会产生喷泉［思考与交流］（1）氨为什么会形成喷泉？氨极易溶于水，使烧瓶内外形成较大的压差；（2）实验成败的关键是什么？a.烧瓶干燥；b.装置的气密性好；c.收集的气体纯度尽可能高。［讲］CO2、H2S、NO2、Cl2等在H2O中溶解度不大的气体不能形成喷泉，但若将H2O改成NaOH溶液呢能否出现喷泉实验呢？这些气体在碱性溶液中的溶解度显著增大，从而形成喷泉。此外，若改变喷泉实验装置，也可使某些本来不能形成喷泉的气体形成喷泉实验。因此，要以形成喷泉的条件来认识形成喷泉的本质，具体的设计方案同学们现在可以思考，我们可以在探究性实验课上亲自操作去验证我们的设计。［投影］例1、用充满VLNH3的烧瓶作喷泉实验，若H2O充满整个烧瓶，则溶液的物质的量浓度为多少？解：n(NH3)==V/22.4c(NH3)==n(NH3)/V==1/22.4==0.045mol/L［讲］用NH3或HCl做喷泉实验，若混有不与该气体反应的气体，如空气、氧气、氮气等，则不论混合气体比例如何，水是否充满烧瓶，标准状况下其溶液浓度均为1/22.4mol/L［问］刚才我们做的喷泉实验，滴有酚酞的水喷上去以后变成了红色，这说明什么问题？氨气溶于水后生成的溶液显碱性［讲］NH3不仅极易溶于水，且溶于水后的部分NH3与水发生了反应。［板书］(二)氨的化学性质1、与H2O反应［讲］NH3溶于H2O后，大部分与H2O结合形成一水合氨NH3·H2O是弱碱，可部分电离成NH4＋和OH―，而使溶液显碱性，而NH3·H2O不稳定，受热极易生成NH3和H2O［板书］NH3+H2ONH3·H2ONH4＋＋OH―NH3·H2O△NH3↑+H2O［讲］NH3是中学化学中惟一能使红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此法检验NH3［问］氨水呈碱性，其密度比H2O小，且浓度越大密度越小，那么，氨水中有哪些粒子？与液氨有哪些区别？［投影小结］液氨氨水（ammoniawater）物质分类纯净物(非电解质)混合物粒子种类NH3NH3、NH3·H2O、H2ONH4＋、OH―、极少量的H＋性质不具有碱性，有还原性有碱的通性［问］氨水易挥发，又有腐蚀性，那么氨水应如何保存呢？［讲］贮存于玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛内或内涂沥青的铁桶。［过］NH3作为一种碱性气体，它还能与酸性的HCl气体反应［板书］2、与酸反应［演示实验］用两根玻璃棒分别在浓氨水和浓盐酸里沾一下，然后将这两根玻璃棒接近。现象：两棒接近时，产生较多的白烟。［讲］此白烟就是NH3与HCl化合而生成的微小的NH4Cl晶体，由此也可知道，NH3与酸的反应的实质是NH3与H＋结合而生成NH4＋的过程。［板书］NH3＋HCl＝＝NH4Cl（产生白烟，可用于检验NH3）［讲］通过NH3和HCl反应生成NH4Cl可知，NH3与酸反应的产物应是对应的铵盐，下边请同学们写出NH3与HNO3、H2SO4的反应化学方程式，并预测可能会出现的实验现象。学生练习［讲］NH3与易挥发性酸可生成白烟，与难挥发性酸也同样可以反应。［板书］NH3＋HNO3＝＝NH4NO3（白烟）2NH3＋H2SO4＝＝(NH4)2SO4（吸收NH3的方法）NH3＋H2O＋CO2＝＝NH4HCO3（俗称碳铵）［讲］前边所讨论的NH3的性质涉及的反应都是非氧化还原反应，那么－3价的N能否发生化合价的变化呢？在什么情况下可以改变呢？变化时NH3表现出氧化性还是还原性呢？NH3中N为最低价，应具有还原性，需提供氧化剂。［投影视频］氨的催化氧化［板书］3、氨的催化氧化4NH3+5O2催化剂△4NO+6H2O［讲］这一反应又叫氨的催化氧化(接触氧化)，是工业上制HNO3的关键一步，用双线桥表示电子转移。［讲］NH3除了能被氧气催化氧化，在没有催化剂的条件下，NH3也能被一些氧化剂氧化，对应的产物的N2［投影视频］1、NH3还原氧化铜的实验2、氨气在纯氧中点燃3、氨气与氯气的反应［板书］4、氨气的还原性(1)NH3还原氧化铜：2NH3+3CuO△3Cu+N2+3H2O(2)与纯氧的反应：4NH3+3O2(纯)点燃2N2+6H2O(3)与氯气的反应：若NH3不足，则2NH3+3Cl2==6HCl+N2若NH3充足，则8NH3+3Cl2==6NH4Cl+N2［讲］若用浓氨水检验氯气管道是否泄露。［过］请大家阅读一段资料：［投影］NH4HCO3是常用的氮肥，俗称碳铵，有一农民看到买回的碳铵袋子有些脏，于是蘸水擦了擦，回去以后发现化肥有些发潮，于是将它放到太阳底下晒，晒过以后，觉得肥料好像变少了。由上述材料你知道铵盐有什么性质？由此得出，这种化肥在储存、运输时应该注意什么？［讲］像NH4Cl、NH4HCO3这样由NH4＋和酸根离子构成的化合物叫铵盐，这就是下面咱们要学习的内容。［板书］(三)铵盐［讲］由以上这段阅读材料，你能推测出铵盐具有什么样的性质呢？易溶于水，受热易分解。［板书］1、物理性质：易溶于水无色晶体。［讲］刚刚我们在展示铵盐样品的时候，闻到了NH3的气味，那么NH3是如何产生的？［问］到底是NH4HCO3挥发产生还是分解产生呢？挥发和分解有何区别？是分解产生的，挥发是物理变化，分解是化学变化［过］NH4HCO3在常温下就能分解产生NH3，说明NH4HCO3很不稳定。那么，其他铵盐是否也易分解呢？下面，我们来做一下NH4Cl分解实验。［演示实验］用试管加热少许NH4Cl晶体现象：加热后不久，试管上端的试管壁上有白色固体物质生成。［问］试管壁上附着的固体又可能是什么呢？如何形成？［讲］此固体还是NH4Cl晶体，因为在加热时，NH4Cl会分解生成NH3和HCl，当两种气体上升到温度较低的地方又重新组合，生成了NH4Cl晶体。［板书］2、化学性质(1)铵盐受热易分解NH4HCO3==NH3↑+H2O+CO2↑NH4Cl△NH3↑+HCl↑［讲］非氧化性、易挥发的酸组成的铵盐，加热分解生成NH3和相应的酸或其分解产物。［讲］对于高沸点、难挥发性的酸组成的铵盐在加热时，只有NH3逸出，而酸保留下来。［板书］(NH4)2SO4△2NH3↑+H2SO4［讲］