1、第3講合成氨工業(yè)【課標(biāo)要求】1、熟悉氮及其化合物的性質(zhì)、用途2、理解如何應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理，選擇合成氨的適宜條件。3、了解應(yīng)用化學(xué)原理選擇化工生產(chǎn)條件的思路和方法。第1課時(shí)學(xué)法指導(dǎo)：抓住氮兀素的單質(zhì)（N2）及其化合物（NO NO、NH、HNO）的性質(zhì)（以化合價(jià)為主線）學(xué)習(xí)氮族元素及化合物性質(zhì)（寫出相關(guān)的化學(xué)方程式）一網(wǎng)：N2O4Mg 3N2MgN2NH3 H2O NH4HCO3O2H2OCuCu(NO3)2-C巳 AgNO3NO NO2 HNO3 NaNO3i H2OC? Cu、HNO3CH2ONO2CHONO2CH2ONO2二線:-3NH3+NH40N2+1N2Ow+2+3 NO

2、NO3 -HNO3+4+5NQyN2O5丨2N2O4hno3三占：八、一氮?dú)猓簾o色、無味難溶于水的氣體，占空氣體積 78%化學(xué)性質(zhì)很 穩(wěn)定。寫出氮?dú)馀c非金屬（、O）、金屬（反應(yīng)的方程式:催化剖“放車1、Nb+3Hz斤 2NH3 2 、Nb+Q 2NO 3、二.氨氣：無色、有刺激性氣味的氣體。易 液化，易揮發(fā)，極易溶于水。1、制取氨氣的方法（用方程式表示）（只用這兩種固體，不能用其它銨鹽2RH4C1 + Caf + CaCl2+2H20與堿）祗化那1 一 N2+3H2 SE 2NH3Nhf+OH 亠NHf +H2O（濃氨水受熱）2、氨氣的性質(zhì)和用途H2ONH3+H2ONH3 H2O，溶液變紅色H

3、CINH 3+HCI=NH 4CI ， 產(chǎn)生白煙I NH3 IH2SO4 NH3+H2SO4=NH4HSO4 （或（NH4） 2SO4）（ 2 種）AgNO3 AgNO 3+2NH 3=Ag （ NH3）gNO 3kM/nO_24NH3+5O2 厶 FNO+6H2O三、銨鹽(NH4+)1、銨鹽常溫下 易溶于水，均為離子化合物。2、銨鹽受熱都發(fā)生分解，不同物質(zhì)、不同溫度、分解產(chǎn)物有所不同。厶寫出NHCI受熱分解的方程式： NHCI NHsf +HCI f3、 所有的銨鹽和堿反應(yīng)加熱都生成NH。一一、亠 2HH4CI + Ca (0H)?2KH3 f + CaCl?+2H?0寫出Ca(OH 2與

4、NHCI反應(yīng)方程式：J 1224、NH+鑒別的常用試劑：NaOH (不用氫氧化鈣)+厶有關(guān)的離子方程式 NH+OHNHf +HO四.NO NO:大氣污染物NONQ物理性質(zhì)無色無味氣體，難溶于水紅棕色氣體，有刺激性氣味易溶于水化學(xué)性質(zhì)2NO+（2=2NQ4NO+3O2H2O=4HNQ3NO+HO=2HNGNO4NO+O+2HO =4HNO制備方法(寫離子方程式)3CU+2NO +8H=3Cu +2NOT +4H2OCu+2NO +4H=Cu +2NO f +2H2O收集方法排水集氣法向上排空氣法五.HNO的性質(zhì)1、HNO的物理性質(zhì)：純凈的硝酸 無色油狀液體，易揮發(fā)，與水以 任意比互溶。2、HNO

5、的化學(xué)性質(zhì)：酸性CaC03+ 2HNOa=Ca ( NO3) 2+H2O+CO2不穩(wěn)定性4HNO3 (濃) 光 4NO2f+O2T +2H2OHNOal 3Cu+8HNO3 (稀)=3Cu (NO3) 2+2NO f +4H2OCu+ 4HNO3 (濃)=Cu (NO3) 2+2NO2T +2H2O強(qiáng)氧化性Fe+ 4HNO3 (稀、足量)=Fe ( NO3) 3+3NO f +2H2OC + 4HNO3 (濃)=CO2 f +4NO2T +2H2O有機(jī)物(如與甲苯、纖維素反應(yīng)，方程式略)六、氮族元素氮族兀素名稱氮磷砷銻鉍兀素符號(hào)NPAsSbBi原子結(jié)構(gòu)相同點(diǎn)原子最外層都有 5 個(gè)電子不同點(diǎn)從N

6、至Bi電子層數(shù)逐漸增加，原子半徑依次 增大性質(zhì)相似性主要化合價(jià)3、+3、+5氫化物化學(xué)式NHPHAsH最高價(jià)氧化物NaOPOAS2O5SHQBi 2O5最高價(jià)氧化物對(duì) 應(yīng)水化物HNOHPQHAsQSb (OH 5Bi (OH 5遞變性金屬性非金屬性從N到Bi，非金屬性逐漸減弱，金屬性逐漸增強(qiáng)氫化物氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱，氫化物還原性增強(qiáng)最高氧化物水化物酸性酸性逐漸減弱一，堿性逐漸增強(qiáng)例1:在濃硝酸中加入銅片：(1)開始反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+ 4HNQ濃)=Cu(NQ)2+ 2H.O+ 2NOf(2) 若銅有剩余，則反應(yīng)將要結(jié)束時(shí)的反應(yīng)方程式是：3Cu+ 8HNQ稀)=3Cu(NQ)2+ 4H

7、2O+ 2NOT(3) 待反應(yīng)停止后，再加入少量25%勺稀硫酸，這時(shí)銅片上又有氣泡產(chǎn)生，其原因是：)H2SQ提供 H+, NO繼續(xù)與 Cu 發(fā)生反應(yīng)：3Cu+ 8H+ + 2NO=3cU + + 2NOT + 4H2O例2:資料顯示：“氨氣可在純氧中安靜燃燒”。某校化學(xué)小組學(xué)生設(shè)計(jì)如下裝置(圖中鐵夾等夾持裝置已略去)進(jìn)行氨氣與氧氣在不同條件下反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。（1） 用裝置A制取純凈、干燥的氨氣，大試管內(nèi)碳酸鹽的化學(xué)式是（NH4）2CG或NHHCO ;堿石灰的作 用是吸收水和二氧化碳。（2） 將產(chǎn)生的氨氣與過量的氧氣通到裝置B （催化劑為鉑石棉）中，用酒精噴燈加熱：I|I 氨催化氧化的化學(xué)方程式是4

8、NH+5O _4NO+62O;試管內(nèi)氣體變?yōu)榧t棕色，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 2NO+O=2NO； 停止反應(yīng)后，立即關(guān)閉 B中兩個(gè)活塞。一段時(shí)間后，將試管浸入冰水中，試管內(nèi)氣體顏色變淺，請(qǐng)結(jié)合化學(xué)方程式說明原因 2NO（氣）LN2Q（氣） HV 0,降低溫度使平衡正向移動(dòng)，部分紅棕色NQ轉(zhuǎn)化為無色N2Q。（3） 將過量的氧氣與 A產(chǎn)生的氨氣分別從 a、b兩管進(jìn)氣口通入到裝置 C中，并在b管上端點(diǎn)燃氨氣： 兩氣體通入的先后順序是 先通入Q2,后通入NH。其理由是若先通氨氣，氨在空氣中不能點(diǎn)燃，逸出 造成污染；氨氣燃燒的化學(xué)方程式是占撚:一曾4NH3+3Q2N2+6H2O第3講合成氨第1課時(shí)鞏固練習(xí)、

9、單選題1、氮?dú)馀c其他單質(zhì)化合一般需高溫，有時(shí)還需高壓等條件，但金屬鋰在常溫、常壓下就能與氮?dú)饣仙傻嚕@是因?yàn)椋ǎ┐朔磻?yīng)可能是吸熱反應(yīng)；此反應(yīng)可能是放熱反應(yīng)；此反應(yīng)前可能氮分子不必先分解為原子;此反應(yīng)前可能氮分子先分解成原子D.A. B. C.2、起固氮作用的化學(xué)反應(yīng)是（）A. 氮與氫在一定條件下反應(yīng)生成氨C. NH3催化氧化生成NOD.B. 一氧化氮與氧氣反應(yīng)生成了二氧化氮由NH制成碳酸氫銨3、據(jù)報(bào)導(dǎo)，科學(xué)家已成功合成了少量N,有關(guān)N4的說法正確的是（）A.N4是N2的同素異形體B.N4是N2的同分異構(gòu)體C.相同質(zhì)量的Z和N2所含原子個(gè)數(shù)比為1: 2 D.N 4的摩爾質(zhì)量是56g4、無

10、色的混合氣體甲，可能含 NO CO、NO、NH、Nk中的幾種，將 100 mL甲氣體經(jīng)過下圖實(shí)驗(yàn)的處理,結(jié)果得到酸性溶液，而幾乎無氣體剩余，則甲氣體的組成為余氣80 U1LCQ足h滋孑足応NasOsA.NHs、NQ、 N2 B.NHs、 NQC.NH3、NQ、CQ D.NQ、CQ、N25、四支試管中分別充滿NQ SQ、NQCl 2中的一種，把它們分別倒立于盛有水的水槽中,充分放置后的現(xiàn)象如下圖所示.其中原試管充滿NQ的是（B ）B水Jk6、下列說法正確的是A.CQ NQ NQ都是大氣污染氣體，在空氣中都能穩(wěn)定存在B.N Q可用于某些疾病的治療C.NQ通入FeSQ溶液中始終無明顯現(xiàn)象D.汽車尾氣

11、的主要污染成分包括NQ CQ和N27、如圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體（可能是混合物）,當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r(shí)，試管內(nèi)水面上升，但不能充滿試管，當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水*柱繼續(xù)上升，經(jīng)過多次重復(fù)后，試管內(nèi)完全被水充滿， 原來試管中盛裝的氣體是 （A.可能是N2與NQ的混合氣體 B.只能是C2與NQ的混合氣體C.可能是NQ與NQ的混合氣體 D.只能是NQ種氣體8、有關(guān)氨氣的實(shí) 驗(yàn)較多，下面對(duì)這些實(shí)驗(yàn)原理的分析中，正確的是（）A.氨氣極易溶于水，可以用來做噴泉實(shí)驗(yàn)B.氨氣的還原性可以解釋氨氣與氯化氫的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)C.NH H2Q不穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)室可用NHCI和石灰水制取氨氣D.NH液化

12、時(shí)放出大量熱，因而，不能用氨作制冷劑9、氯化銨和氯化鈉可用下列哪一種方法分離（）A.加入氫氧化鈉B.加入AgNQ溶液 C .加熱法 D .加入一種合適的酸10、下列不屬于銨鹽的共同性質(zhì)的是（）A.易溶于水 B.與苛性鈉共熱產(chǎn)生 NH C.都是晶體D.受熱分解都產(chǎn)生 NH銨鹽受熱都易分解，其中以氯化銨較為簡(jiǎn)單，其他銨鹽分解情況比較復(fù)雜，如硫酸銨在氨和硫酸氫銨生成， 強(qiáng)熱時(shí)則有NH, SQ, HQ及N2生成（即發(fā)生了一系列氧化還原反應(yīng)在不同溫度下有不同產(chǎn)物，有NH, N2, NbQ, HNQ和HQ等。11、F列反應(yīng)中，硝酸既表現(xiàn)了氧化性又表現(xiàn)了酸性的是100C時(shí)，有）:硝酸銨受熱時(shí),A.C + 濃

13、 HNQB.Cu +稀 HNQ C.CuQ+ 濃 HNQ D.NaQH + HNQ硝酸參與的反應(yīng)中若產(chǎn)物中有硝酸的鹽生成則體現(xiàn)了硝酸的酸性若反應(yīng)物有還原性，則能體現(xiàn)硝 酸的還原性。12、在標(biāo)準(zhǔn)狀況下將1.92 g銅粉投入一定量濃 HNO中，隨著銅粉的溶解，反應(yīng)生成的氣體顏色逐漸變淺, 當(dāng)銅粉完全溶解后共收集到由NO和NO組成的混合氣體1.12 L，則混合氣體中NO的體積為()A. 112 mLB. 1 008 mL C . 224 mLD. 448 mL解有關(guān)金屬與 HNO反應(yīng)的題目時(shí)充分利用守恒思想：利用氮原子守恒得：n (NO) + n(NQ) = 0.05mol 利用電子轉(zhuǎn)移守恒得：n(

14、NO) x 3+ n(NQ) x 1 = n(Cu) x 2,即卩 n(NO) x 3+ n(NQ) x 1 = x 2,解得則 V(NO)= 112 mL65%勺硝酸，98.3%的硫酸和新制氯水，三張?jiān)嘍.白黑白13、取三張藍(lán)色石蕊試紙置于表面皿上，然后按順序滴加 紙最終呈現(xiàn)的顏色是()A.白紅白 B.紅黑紅C.紅紅紅、雙選題14、下列物質(zhì)與水作用形成的溶液能與NHCI反應(yīng)生成NH的是(A.二氧化氮B.鈉C.Ca (OH 2D.二氧化硅15、一下列敘述正確的是()A. 檢驗(yàn)?zāi)诚∪芤褐惺欠窈?NO，可先將溶液濃縮，然后加入濃H2SQ和銅片，觀察有無紅棕色氣體產(chǎn)生B. 鑒別NQ和溴蒸氣可用 A

15、gNO溶液，而不能用淀粉 KI溶液C. 向HPQ溶液中加入 AgNO溶液，觀察有黃色沉淀生成，證明有PQ*存在D. 檢驗(yàn)溶液中是否含 NH+,可加入足量 NaOH溶液，加熱，再用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙伸入試管內(nèi)檢驗(yàn)是否變藍(lán)。三、填空題16、如圖是用濃硝酸、銅片、水等試劑探究濃、稀硝酸的強(qiáng)氧化性并觀察還原產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)裝置。I .濃硝酸的強(qiáng)氧化性實(shí)驗(yàn)將銅片置于具支試管的底部，在分液漏斗中加入約5 mL濃硝酸，往具支試管中放入約2 mL濃硝酸，用排水法收集產(chǎn)生的氣體。具支試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：Cu+ 4HNO濃)=二Cu(NO) 2+2NOf+ 2HO(2) 實(shí)驗(yàn)中觀察到能證明濃硝酸具有強(qiáng)氧化性的現(xiàn)

16、象銅片逐漸溶解，溶液變藍(lán)，放出紅棕色氣體。n .稀硝酸的強(qiáng)氧化性實(shí)驗(yàn)(3) 上述反應(yīng)完成后，欲進(jìn)一步證明稀硝酸也具有強(qiáng)氧化性，緊接的簡(jiǎn)便、合理的實(shí)驗(yàn)操作是往分液 漏斗中加水稀釋濃硝酸，打開活塞，放入稀硝酸能證明稀硝酸與銅反應(yīng)產(chǎn)生 NO的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 C（填寫序號(hào)）。A. c中收集到無色氣體B . c中收集到的無色氣體接觸空氣后變?yōu)榧t棕色C. b中產(chǎn)生的無色氣體接觸空氣后變?yōu)榧t棕色川.實(shí)驗(yàn)反思（5）利用該裝置先進(jìn)行銅與濃硝酸反應(yīng)，再進(jìn)行銅與稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，其好處是利I用 CU與濃硝酸反應(yīng)生成的NO2非出具支試管中的空氣，有利于觀察Cu與稀硝酸的反應(yīng)產(chǎn)物AB17、有甲、乙兩位同學(xué)想利用下列裝置及化

17、學(xué)試劑，對(duì)實(shí)驗(yàn)室制取并 收集氨氣的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。化學(xué)試劑：NH4CI固體、濃氨水、固體 NaOH（1）甲同學(xué)想方便快速制取少量氨氣，應(yīng)選擇的裝置是B（填序號(hào)）,選用試劑是 （填序號(hào)）。選用上述試劑制氨氣的理由是 NaOH固體遇水放熱，使氨氣的溶解度降低，同時(shí)可使溶液中 c（OH_）增大，促使NH+ + OH = NHH2NH+ H2O平衡向右移動(dòng)，從而使氨氣逸出;實(shí)驗(yàn)過程中，制氣時(shí)的實(shí)驗(yàn)操作是將濃氨水逐滴滴加到NaOH固體上。（2）乙同學(xué)建議，把教材中實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的收集裝置由大試管改為集氣瓶且瓶口向上收集氨氣，并確保 不污染環(huán)境，請(qǐng)你根據(jù)其設(shè)想回答：若用排氣法收集氨氣，請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫出其氣體收

18、集裝置 和尾氣吸收裝置，標(biāo)出所用試劑（自選）名稱。若用排液集氣法收集NH，可選用的試劑是 C（填序號(hào)）。A. H2OB.濃 HSOC. CCI4D.飽和 NaCI 溶液18、用下列儀器、藥品驗(yàn)證由銅和適量濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體中含NO（儀器可選擇使用，N2和C2的用量可自由控制）。已知：NO+N2O2OH =2NO+H2O 氣體液化溫度： NO 21 C NO:-152 C10 11冰水浴試回答:(1) 儀器的連接順序(按左t右連接，填各接口的編號(hào))為1,4,5,10,11,6,7,2(10和11可以顛倒)；(2) 反應(yīng)前先通入2,目的是驅(qū)趕裝置中空氣，防止反應(yīng)產(chǎn)生的 NO被氧化;(3) 確認(rèn)氣

19、體中含NO的現(xiàn)象是通入Q后裝置D中有紅棕色氣體生成；(4) 裝置f的作用是分離NO和NO (或使NO液化)；(5)若Q過量則裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NO+Q+4NaOT4NaNG2HO第3講合成氨工業(yè)第2課時(shí)一、合成氨的反應(yīng)原理Nb(g) + 3f(g) 沐 2NH(g) ; H 0二、合成氨的生產(chǎn)過程工業(yè)合成氨包括 造氣、氣體凈化、氨的合成 三個(gè)階段。1、原料氣的制備(即造氣)(1) 、N2來源于空氣：一是將空氣 液化后蒸發(fā)分離出氧氣 而獲得氮?dú)猓涣硪皇菍⒖諝?中的氧氣與碳作用 生成二氧化碳，再除去二氧化碳得到氮?dú)狻?2) 、H2來源于水和碳?xì)浠衔铮篊與反應(yīng)生成水煤氣： C+ Ha

20、O(g)C0+ HCO與 HO作用生成 CO: C3 H CO2 + H碳?xì)浠衔锱cH2O反應(yīng)生成H2:CH+ HO _ 寸 3H 2+ COCH+ 2H2O 4Hz+ CO該方法主要是利用石油、天然氣、焦?fàn)t氣、煉廠氣 等含有的大量碳?xì)浠衔铮构I(yè)廢氣得以充分利用。2、原料氣的凈化為了防止雜質(zhì)引起催化劑中毒，合成氨的過程中必須除去原料氣體中的雜質(zhì)氣體，這就是原料氣的凈化。(1) 、H2S為酸性氣體雜質(zhì)，可用 稀氨水；吸收；NHHO+ H2S= NHHS+ HO(2) 、CO可被氧化劑氧化為 CO,女口 CO與水蒸氣反應(yīng)；C3 HO= CO+ H(3) 、CO可用 KzCQ溶液吸收除去；CO+

21、 K2CO+ H2O= 2KHCO最后，原料氣還要經(jīng)過 精制處理，如用醋酸、銅、氨配制成的溶液來吸收 CO、CO Q、HS等少量有 害氣體。3、氨的合成與分離合成氨生產(chǎn)的簡(jiǎn)易流程示意圖為：出H2從合成塔出來的混合氣體，通常約含15% (體積分?jǐn)?shù))的氨。對(duì)未反應(yīng)的2、H2又循環(huán)操作，從而提高原料的利用率，這是工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)常使用的方法。三、合成氨的生產(chǎn)條件從化學(xué)平衡移動(dòng)原理分析， 低溫、高壓 有利于平衡向生成 NH的方向移動(dòng)，但溫度低時(shí)反應(yīng)速率 慢， 催化劑的催化作用 弱，故一般溫度在 400C500C之間，壓強(qiáng)為10 Mpa30 Mpa Mpa，采用以 鐵為主的 催化劑。四、合成氨工業(yè)的發(fā)展及三廢

22、處理1、原料氣的制取和凈化：制 氫氣的工藝和技術(shù)成為研究的主要課題。2、 催化劑的改進(jìn)：如何找到 廉價(jià)易得的催化劑又是科學(xué)家們探討的問題。3、 環(huán)境保護(hù)：(1)廢渣大都用作 建材和肥料的原料。(2)廢氣中HaS可采用直接氧化法 和循環(huán)法等回 收技術(shù)。CQ可作為尿素和碳銨的生產(chǎn)原料。(3)處理含氰化物的污水主要有 生化、加壓水解、氧化分 解、化學(xué)沉淀、反吹回爐 等方法。處理含氨廢水多用 蒸餾的方法回收氨，也可用 離子交換法治理。例1、在一定條件下，合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡后，混合氣體中NH的體積分?jǐn)?shù)為25%。若反應(yīng)前后條件保持不變，則反應(yīng)后縮小的氣體體積與原反應(yīng)物體積的比值是(A )A、1/5B、1/4C、1/3D 1/2例2、合成氨工業(yè)中，原料氣(N2、H2及少量的CQ NH的混合氣)在進(jìn)入合成塔前常用醋酸二氨合銅(I)