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第五章 化工生产中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物
第2课时 氨气和铵盐
2007年，德国化学家格哈德·埃特尔发现了哈伯－博施法合成氨的作用机理,并以此为开端推动了表面化学动力学的发展，成为第三位合成氨研究领域诺贝尔奖得主。
合成氨研究领域诞生的三位诺贝尔化学奖得主
合成氨是人类发展史上的一项重大突破，解决了因粮食不足而导致的饥饿和死亡问题。
1918年，德国化学家弗里茨·哈伯因为发明合成氨方法而获得诺贝尔化学奖。
1931年,德国化学家卡尔·博施改进了高压合成氨的催化方法，实现了合成氨的工业化生产。于1931年，获诺贝尔化学奖。
哈伯
(F.Haber，1868-1934)
卡尔·博施
(Carl Bosch，1874-1940)
格哈德·埃特尔Gerhard Ertl
“他是天使，为人类带来丰收和喜悦，是用空气制造面包的圣人”。合成氨之父
任务一 氨气的性质
颜色状态 气味 密度 溶解性 特性
无色气体
刺激性
小于空气
极易溶于水
1体积水能溶解700体积的氨气
易液化
（-33.5℃）
制冷剂
问题：如何收集氨气？
氨气极易溶于水；装置的气密性良好，圆底烧瓶要保持干燥，圆底烧瓶内要充满气体。
问题：形成喷泉的原因是什么？实验成功的关键？
向下排空气法
问题：水溶液没有充满烧瓶，原因可能有哪些？
1.氨气的物理性质
任务一 氨气的性质
① 减少“上瓶”的压强② 增加“下瓶”的压强
问题：还有哪些气体可以形成喷泉？
气体
吸收剂
水或盐酸
水或NaOH溶液
浓NaOH溶液
水
NH3
HCl
SO2
NO2+O2
常见能形成喷泉的物质组合
CO2
常见喷泉装置
下图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案，下列有关操作不可能引发喷泉的是
课堂练习
A.挤压①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，打开止水夹
B.挤压②的胶头滴管使饱和NaHCO3溶液全部进入烧瓶，打开止水夹
C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D.在装置④的水槽中加入适量生石灰并打开止水夹
B
任务一 氨气的性质
问题：为什么形成的喷泉是红色的？
①氨气与水反应
NH3 + H2O
NH3·H2O
NH4+ + OH-
一水合氨，是一种弱碱
能使酚酞溶液变红
氨气是一种碱性气体
NH3·H2O不稳定，
NH3·H2O = NH3↑+H2O
△
液氨 一水合氨（NH3·H2O） 氨水
物质类别
粒子种类
NH3·H2O、NH3、H2O
NH4＋、H＋、OH-
混合物
氨的水溶液
纯净物
电解质
NH3·H2O
纯净物
非电解质
NH3
2.氨气的化学性质
任务一 氨气的性质
②氨气与酸反应
NH3 ＋ HCl = NH4Cl
白烟：烟是一种固体小颗粒
问题：氨气遇到浓硝酸、浓硫酸也会产生白烟吗
NH3 + HNO3 = NH4NO3 (白烟）
2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4
浓氨水与挥发性酸反应,都可生成白烟
与酸反应的本质：NH3 + H+ = NH4+
③氨气与盐反应
Fe3++3NH3·H2O = Fe(OH)3 ↓+3NH4+
Al3++3NH3·H2O = Al(OH)3 ↓+3NH4+
任务一 氨气的性质
④氨气的还原性
①氨的催化氧化
4NH3 + 5O2
催化剂
4NO + 6H2O
③与Cl2反应
8NH3 + 3Cl2 === N2 + 6NH4Cl （氨气过量）
2NH3 + 3Cl2 === N2 + 6HCl （氨气少量）
此反应为浓氨水检验氯气管道是否泄漏的原理。
点燃
4NH3+3O2=== 2N2+6H2O
②在纯氧中燃烧
④与CuO反应：
2NH3 + 3CuO === N2+ 3H2O+3Cu
任务一 氨气的性质
NH3
硝酸
铵盐
纯碱
有机合成工业原料
用稀氨水治疗
蚊虫叮咬
炸药
吸收硫酸
生产中的
二氧化硫
致冷剂
3.氨气的用途
任务一 氨气的性质
反应原理
反应装置
净化装置
收集方法
验满方法
尾气处理
固体＋固体气体
盛碱石灰的干燥管(不能用P2O5、浓H2SO4、CaCl2)
向下排空气法
①用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；
②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生。
在集气管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花，可减小NH3与空气的对流速度，收集到纯净的NH3。
4.氨气的制备
课堂练习
下列离子方程式正确的是
A.实验室用氯化铵和熟石灰制氨气：NH4+ + OH- NH3↑+ H2O
B.NaOH与NH4Cl溶液混合加热：NH4+ + OH- NH3 H2O
C.氨水中加盐酸：NH3 H2O + H+ = NH4+ + H2O
D.氨水中通入过量CO2：CO2 + NH3 H2O = 2NH4+ + CO32- + H2O
△
△
C
任务二 铵盐的性质
反应物 实验现象 化学方程式
NH4Cl + NaOH
NH4NO3 + NaOH (NH4)2SO4 + NaOH 湿润的红色石蕊试纸变蓝
NH4Cl＋NaOH NH3↑＋H2O＋NaCl
NH4NO3＋ NaOH NaNO3＋H2O＋NH3↑、2NaOH＋(NH4)2SO4 Na2SO4＋2H2O＋2NH3↑
1.铵盐与碱反应
反应实质：NH4++ OH－ == NH3 ↑ + H2O
(加热或浓溶液生成NH3 和H2O)
△
不加热：NH4＋＋OH－= NH3·H2O
任务二 铵盐的性质
问题：如何检验溶液中含有NH4+？
铵盐(NH4+)
无色气体(NH3)
试纸变蓝
蘸有浓盐酸
的玻璃棒
产生白烟
强碱
石蕊红色
石蕊试纸
含有NH4+
问题：铵态氮肥不能与草木灰(含K2CO3) 混合施用吗？
铵态氮肥和草木灰混合施用，会生成氨气，降低肥效。
任务二 铵盐的性质
2.铵盐受热易分解
NH4Cl ===NH3↑+HCl ↑
NH4HCO3 ===NH3 ↑ +CO2 ↑ +H2O
注意：并不是所有的铵盐都受热分解生成NH3
2NH4NO3====== 2N2↑＋O2↑＋4H2O
高温
猛烈撞击
NH4NO3 === N2O ↑ +2H2O
贮存氮肥：密封包装,放于阴凉通风处
不能用来制备NH3
课堂练习
实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是
A.①是氨气发生装置 B.②是氨气吸收装置
C.③是氨气发生装置 D.④是氨气收集、检验装置
C

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