氨氣生成一氧化氮(氨氣生成一氧化氮的反應)

教材分析

本節教學內容是魯科版高中化學必修第一冊第三章第三節《氮的循環》的第二課時。

該部分的教學內容涉及到氨的轉化與生成的相關知識和概念，氮的各種重要化合物的相關性質和反應現象，不同氮的化合物的用途。通過研究氨的轉化及性質和用途，可以使學生從物質類別和元素價態的視角認識物質間的轉化關系，深化對物質及其變化多樣性的認識。通過學習這部分知識，學生將學習并掌握氨的轉化與生成的相關反應；學習并掌握氨氣的性質。

通過本節內容的學習，學生將感受氮元素的多種化合物的不同特性和用途以及氮循環與人類活動的關系。

1. 教學目標

（1）結合化學實驗，了解氨與水、酸或氧氣的反應，知道氨的催化氧化反應是工業上制取硝酸的基礎，知道銨鹽是重要的氮肥；

（2）通過對銨鹽性質的學習，了解氨氣的實驗室制法，知道銨鹽的檢驗方法，培養學以致用的理念。

2. 核心素養

（1）通過認識氨的轉化與生成的過程中氮元素化合價的變化，提升學生變化觀念等學科核心素養；

（2）設置銨根離子的檢驗、實驗室制取氨氣的實驗活動，讓學生根據氨氣、銨根離子的性質和反應，選擇合適的試劑，設計實驗方案，提升其科學探究與創新精神的學科核心素養。

1. 重點：氨的轉化與生成；

2. 難點：氨的轉化與生成。

1．引入

（播放新聞視頻）

6月19日，位于濟南章丘區一輛載有液氨的車輛和另一輛貨車相撞，造成導致液氨泄漏。20日，事發現場全部處理完畢，貨車司機1人受輕微傷,事發現場無其他人員傷亡。另外，因氨氣泄漏，沿途部分群眾不同程度出現嘔吐、頭暈癥狀，區人民醫院接診67人，中醫院接診63人。目前，11人在區人民醫院住院（病情穩定），45人留觀，其他人員陸續離院?，F交警部門正在組織事故調查。

上述是氨氣泄漏的一則新聞，氨氣極易液化，而液氨汽化時要吸收大量的熱，對人體會造成傷害；但氨氣也是氮循環中重要的物質，在人類生產和生活中有著廣泛的應用。氨氣有利也有弊，我們應該如何趨利避害，來利用氨氣為人類造福呢？今天這節課我們就來學習氨氣的性質。

2．提出問題

（1）氨的物理性質都有哪些？比如顏色、氣味、溶解度等；

（2）氨有什么用途？

（3）化學氮肥包括哪幾種？

閱讀課本第110頁氨的轉化與生成的內容，找到上述問題的答案，然后和同學互相討論交流，補充完善自己的答案。

3．教師總結

通過閱讀課本上的內容，我們應該能獲得以下關于氨的信息：氨是無色、有刺激性氣味的氣體；密度比空氣小；極易溶于水且能快速溶解，常溫、常壓下1體積水能溶解約700體積氨氣。液氨汽化時會吸收大量的熱，所以可作為制冷劑；氨還是氮肥工業和硝酸工業的重要原料。那么氨氣是如何轉化成氮肥或硝酸的呢？下面我們一起來探究一下。

4．探究實驗

在NOBOOK虛擬化學實驗中打開實驗氨氣的轉化與生成，利用給出的器材和藥品實現氨氣到一水合氨、氨氣到氯化銨、氨氣到硝酸的一系列轉化。

視頻加載中...

5．教師講解

探究一 氨氣和水的反應。由于氨氣極易溶于水且溶解速度很快，所以可以直接將在盛有氨氣的集氣瓶中倒入蒸餾水并振蕩，或者在水中通入氨氣，但用后一種方法時應注意防倒吸。氨氣與水反應生成一水合氨是一個可逆反應，一水合氨同時也會分解放出氨氣，所以氨水具有揮發性。

此外，一水合氨是一種弱堿，在水中可以電離生成銨根離子和氫氧根離子，所以可以用酚酞來驗證氨氣和水發生了反應，在氨水中滴入酚酞可以觀察到溶液變紅。氨水再與酸反應便可以生成銨鹽，這樣氨氣就轉化為了氮肥。

探究二 氨氣和氯化氫的反應。將盛有氨氣和氯化氫的集氣瓶對在一起，然后抽去中間的玻璃片，可以看到集氣瓶內有大量白煙產生，證明生成了一種銨鹽——氯化銨。

如果用蘸有氨水和濃鹽酸的兩支玻璃棒互相靠近，也可以觀察到類似的現象，所以可以用這個方法檢驗氨氣或氯化氫的泄漏。同時氯化銨也是一種很好的氮肥。

探究三 氨氣的催化氧化。在前兩個轉化中，反應前后氮元素的化合價都是-3，沒有發生變化，而硝酸中氮元素的化合價是+5，因此用氨氣制備硝酸時，必然要用到氧化劑。

上節課我們知道一氧化氮與氧氣反應生成二氧化氮，二氧化氮與水反應就可以生成硝酸，所以如果我們把氨氣氧化為一氧化氮，然后就可以得到硝酸了，那么利用的什么氧化劑呢？對了，就是氧氣，在有催化劑并且加熱的條件下，氨氣可以被氧氣氧化生成一氧化氮和水。將生成的一氧化氮與氧氣混合，一氧化氮就能轉化為二氧化氮，最后將二氧化氮溶于水便可以得到硝酸，這就是工業上以氨氣為原料制硝酸的過程。

6．探究實驗

上面我們了解了氨氣是如何轉化為其它含氮化合物的，那么其它含氮化合物能否轉化為氮氣呢？比如能否將銨鹽轉化為氨氣呢？請同學們在NOBOOK實驗中進行探究，尋找將銨鹽轉化為氨氣的方法并進行實驗，驗證方法的可行性（如何證明產生了氨氣？），和其它同學討論你所用的方法，看看是否相同？

7．教師總結

可以發現同學們主要使用的有兩種方法：

一是利用銨鹽的固體和堿混合加熱，這也是實驗室制取氨氣的方法，利用這種方法時，應該如何收集氨氣？（向下排空氣法）驗滿氨氣可以用濕潤的紅色石蕊試紙，高中階段我們所學到的能使紅色石蕊試紙變藍的氣體只有氨氣。

另一種方法是利用銨鹽溶液和堿混合加熱，利用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗生成的氨氣，這也正是檢驗銨根離子或者銨鹽的方法。

1. 物理性質

氨是無色、有刺激性氣味的氣體；密度比空氣?。粯O易溶于水且能快速溶解，常溫、常壓下1體積水能溶解約700體積氨氣。

2. 用途

制冷劑；氮肥工業和硝酸工業的重要原料。

3. 化學性質

（1）與水反應

（2）與酸反應

（3）催化氧化

4. 制取方法

（1）原理：氯化銨與氫氧化鈣反應

（2）收集：向下排空氣法

（3）驗滿：石蕊的紅色石蕊試紙

5. 銨根離子的檢驗

銨鹽與堿溶液共熱可以產生氨氣

6. 化學氮肥：銨態氮肥、硝態氮肥、有機態氮肥

使用軟件：NB虛擬實驗（化學）：

https://www.nobook.com/huaxue.html