氮化学基础知识讲解，NB化学创新课堂第20期

教材分析

本节教学内容是鲁科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，可以使学生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；学习并掌握氨气的性质。

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的关系。

教学目标与核心素养

1. 教学目标

（1）结合化学实验，了解氨与水、酸或氧气的反应，知道氨的催化氧化反应是工业上制取硝酸的基础，知道铵盐是重要的氮肥；

（2）通过对铵盐性质的学习，了解氨气的实验室制法，知道铵盐的检验方法，培养学以致用的理念。

2. 核心素养

（1）通过认识氨的转化与生成的过程中氮元素化合价的变化，提升学生变化观念等学科核心素养；

（2）设置铵根离子的检验、实验室制取氨气的实验活动，让学生根据氨气、铵根离子的性质和反应，选择合适的试剂，设计实验方案，提升其科学探究与创新精神的学科核心素养。

教学重点和难点

1. 重点：氨的转化与生成；

2. 难点：氨的转化与生成。

教学过程

1．引入

（播放新闻视频）

6月19日，位于济南章丘区一辆载有液氨的车辆和另一辆货车相撞，造成导致液氨泄漏。20日，事发现场全部处理完毕，货车司机1人受轻微伤,事发现场无其他人员伤亡。另外，因氨气泄漏，沿途部分群众不同程度出现呕吐、头晕症状，区人民医院接诊67人，中医院接诊63人。目前，11人在区人民医院住院（病情稳定），45人留观，其他人员陆续离院。现交警部门正在组织事故调查。

上述是氨气泄漏的一则新闻，氨气极易液化，而液氨汽化时要吸收大量的热，对人体会造成伤害；但氨气也是氮循环中重要的物质，在人类生产和生活中有着广泛的应用。氨气有利也有弊，我们应该如何趋利避害，来利用氨气为人类造福呢？今天这节课我们就来学习氨气的性质。

2．提出问题

（1）氨的物理性质都有哪些？比如颜色、气味、溶解度等；

（2）氨有什么用途？

（3）化学氮肥包括哪几种？

阅读课本第110页氨的转化与生成的内容，找到上述问题的答案，然后和同学互相讨论交流，补充完善自己的答案。

3．教师总结

通过阅读课本上的内容，我们应该能获得以下关于氨的信息：氨是无色、有刺激性气味的气体；密度比空气小；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。液氨汽化时会吸收大量的热，所以可作为制冷剂；氨还是氮肥工业和硝酸工业的重要原料。那么氨气是如何转化成氮肥或硝酸的呢？下面我们一起来探究一下。

4．探究实验

在NOBOOK虚拟化学实验中打开实验氨气的转化与生成，利用给出的器材和药品实现氨气到一水合氨、氨气到氯化铵、氨气到硝酸的一系列转化。

5．教师讲解

探究一 氨气和水的反应。由于氨气极易溶于水且溶解速度很快，所以可以直接将在盛有氨气的集气瓶中倒入蒸馏水并振荡，或者在水中通入氨气，但用后一种方法时应注意防倒吸。氨气与水反应生成一水合氨是一个可逆反应，一水合氨同时也会分解放出氨气，所以氨水具有挥发性。

此外，一水合氨是一种弱碱，在水中可以电离生成铵根离子和氢氧根离子，所以可以用酚酞来验证氨气和水发生了反应，在氨水中滴入酚酞可以观察到溶液变红。氨水再与酸反应便可以生成铵盐，这样氨气就转化为了氮肥。

探究二 氨气和氯化氢的反应。将盛有氨气和氯化氢的集气瓶对在一起，然后抽去中间的玻璃片，可以看到集气瓶内有大量白烟产生，证明生成了一种铵盐——氯化铵。

如果用蘸有氨水和浓盐酸的两支玻璃棒互相靠近，也可以观察到类似的现象，所以可以用这个方法检验氨气或氯化氢的泄漏。同时氯化铵也是一种很好的氮肥。

探究三 氨气的催化氧化。在前两个转化中，反应前后氮元素的化合价都是-3，没有发生变化，而硝酸中氮元素的化合价是 5，因此用氨气制备硝酸时，必然要用到氧化剂。

上节课我们知道一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应就可以生成硝酸，所以如果我们把氨气氧化为一氧化氮，然后就可以得到硝酸了，那么利用的什么氧化剂呢？对了，就是氧气，在有催化剂并且加热的条件下，氨气可以被氧气氧化生成一氧化氮和水。将生成的一氧化氮与氧气混合，一氧化氮就能转化为二氧化氮，最后将二氧化氮溶于水便可以得到硝酸，这就是工业上以氨气为原料制硝酸的过程。

6．探究实验

上面我们了解了氨气是如何转化为其它含氮化合物的，那么其它含氮化合物能否转化为氮气呢？比如能否将铵盐转化为氨气呢？请同学们在NOBOOK实验中进行探究，寻找将铵盐转化为氨气的方法并进行实验，验证方法的可行性（如何证明产生了氨气？），和其它同学讨论你所用的方法，看看是否相同？

7．教师总结

可以发现同学们主要使用的有两种方法：

一是利用铵盐的固体和碱混合加热，这也是实验室制取氨气的方法，利用这种方法时，应该如何收集氨气？（向下排空气法）验满氨气可以用湿润的红色石蕊试纸，高中阶段我们所学到的能使红色石蕊试纸变蓝的气体只有氨气。

另一种方法是利用铵盐溶液和碱混合加热，利用湿润的红色石蕊试纸检验生成的氨气，这也正是检验铵根离子或者铵盐的方法。

板书设计

1. 物理性质

氨是无色、有刺激性气味的气体；密度比空气小；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。

2. 用途

制冷剂；氮肥工业和硝酸工业的重要原料。

3. 化学性质

（1）与水反应

（2）与酸反应

（3）催化氧化

4. 制取方法

（1）原理：氯化铵与氢氧化钙反应

（2）收集：向下排空气法

（3）验满：石蕊的红色石蕊试纸

5. 铵根离子的检验

铵盐与碱溶液共热可以产生氨气

6. 化学氮肥：铵态氮肥、硝态氮肥、有机态氮肥

使用软件：NB虚拟实验（化学）：

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

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