●教学目标
1. 使学生了解氨的物理性质,掌握氨的化学性质及氨的实验室制法,培养和提高学生分析实验现象的能力,渗透由表及里,由现象到本质的观点。
2. 使学生了解铵盐的性质。
3. 使学生掌握铵离子的检验方法。 ●教学重点
氨的化学性质;铵离子的检验 ●教学难点
氨与氨水的区别;氨与铵的区别 ●课时安排 二课时 ●教学方法
1. 利用氨分子结构比例模型分析说明氨分子的结构特点。
2. 实验演示氨的化学性质、氨的实验室制法及铵离子的检验,增强和培养学生的动手、分析观察能力。 3. 实物展示氨气、铵盐,列表比较氨与氨水、氨与铵的区别,另外还运用投影练习、设疑等手段。 ●教具准备
投影仪、录像机、氨分子结构比例模型 铁架台(带铁圈)、玻璃管、滴管、充满氨气的圆底烧瓶、烧杯、橡皮管、夹子、酒精灯、木支架、硬质大试管、试管、试管架、双孔胶塞、单孔胶塞、导气管、棉花
蒸馏水、浓氨水、浓盐酸、固体NH4Cl、固体Ca(OH)2、(NH4)2SO4、NH4NO3、10%的NaOH溶液、红色石蕊试纸
●教学过程 ★第一课时
[引言]前边我们学习了氮气的性质,知道由于N≡N键的作用,氮分子的性质比较稳定,但在一定条件下也能与一些物质如O2、H2等反应,而且和氢气反应的条件很苛刻,高温、高压还需催化剂,其产物就是我们今天学习和讨论的主题——氨。
[板书]第二节 氨 铵盐 一、氨
1. 氨的物理性质
[实物展示]装满氨气的烧瓶
[生]认真观察,了解氨气的颜色、状态并得出结论:氨气是无色的气味。 [设问]大家有没有闻过动物体腐烂后的气味? [生]回忆并回答,闻到过,一股恶臭味。
[师]那种气味主要就是氨气散发的,即氮气有刺激性气体。那么大家再通过比较氨气(NH3)的式量和空气的平均式量,推测氨的密度是比空气的密度大,还是小?
[生]思考、分析:氨气分子的式量为17,空气的平均式量为29,应该比空气的密度小。
-1
[师]正确。氨的密度确实小于空气的密度,标况下为0.771 g·L。大家是否还记得,在化学键知识部分曾给大家简单地提过氢键的概念,也正是由于氢键的原因,这使得氨很易液化,常压下冷却至-33.5℃或在常温加压到700 KPa~800 KPa,气态氨就被液化成无色液体,同时放出大量的热。这倒成了氨分子的一大优点,因为当液态氨反过来汽化时,就会吸收大量的热,从而使周围物质的温度急剧下降,故液氨是一种很好的致冷剂。
[启发]请同学们根据前边的观察和讲述总结氨的主要物理性质有哪些?
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[生]分析,总结,氨的主要物理性质有:氨是一种无色、有刺激性气味的气体,密度比空气小,很容易液化。
[板书]无色、有刺激性气味、 的气体,比空气轻,易液休。
[师]上边的物理性质留了一个空,等一会讨论完氨的分子结构和喷泉实验后再来填这个空。这里要提醒大家,由于氨对人的眼、鼻喉等粘膜有刺激作用,接触时应当小心,如果不慎接触过多的氨而感到不适,要及时吸入新鲜空气和水蒸气,并用大量水冲洗眼睛。
[过渡]在讨论了氨的物理性质之后,再来看看氨的化学性质,但往往结构决定性质,所以先来看一下氨的结构特点。
[板书]2. 氨的化学性质 (1)氨的分子结构
[师]请用电子式表示氨分子的结构,并让一名学生在黑板上板演。 [生]一位同学上前板演,其余同学书写电子式
[实物展示]氨分子结构比例模型
[生]观察分子模型,着重分析氨分子结构特点。
[师]在氨分子中,N与H以3个极性共价键相结合,经实验测定,氨分子的结构呈三角锥形,氮原子位于锥顶,3个氢原子位于锥底,N—H键之间的夹角为107°18′。由此,大家分析,氨分子是极性分子还是非极性分子?
[生]回忆有关极性分子和非极性分子的知识,分析思考三角锥形结构是否均匀对称。
[师]在氨分子的结构中,3个N—H的分布不对称,也就是说键的极性在分子中没有相抵消掉,故其为典型的极性分子。
[设疑]NH3分子既然是极性分子,那么其在水中的溶解度如何呢?
[生]思考,回答:根据相似相溶规律,水作为溶剂是极性分子,所以氨分子应该易溶于水。 [师]你们的推测究竟正确与否,做完下边这个实验就清楚了。
[演示实验1—2]按图1—11所示,教师与一学生代表配合,把前边展示的装有干燥氨气的烧瓶、长玻璃管、预先吸入水的胶头滴管、盛水的烧杯(加有少量的酚酞试液)安装好。让学生代表打开橡皮管上的夹子,挤压滴管的胶头,使少量水进入烧瓶。
[生]观察并欣赏所形成的好看的喷泉,作实验记录,思考形成喷泉的原因。
[启发]烧瓶内原先装满了氨气,当用滴管挤进去少量水后,烧杯中的水就喷向烧瓶,形成好看的喷泉,试以物理学的角度分析原因。
[生]一定是烧瓶内压强远小于大气压强所致。 [师]那么为什么烧瓶内的压强会很小很低呢?
[生]恍然大悟,氨气肯定是溶解到挤进去的那点水中去了,导致烧瓶压强变得很小。 [师]这说明什么事实? [生]氨很易溶于水。
[师]正确。事实上经测定,在常温常压下,1体积的水中能溶解约700体积的氨气。烧瓶内的液体变红了,说明氨溶于水后显什么性?
[生]惊奇之余思考并回答:碱性。
[师]氨溶于水后所形成的溶液叫氨水,这是氨与水反应的结果。 [板书](2)氨的化学性质 ①氨与水的反应
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[师]氨溶于水时,大部分NH3和H2O结合形成一水合氨(NH3·H2O),NH3·H2O可以部分电离成OH和NH4,因而呈现碱性。NH3·H2O也不稳定,受热易分解为NH3和H2O。
[板书]NH3+H2O====NH3·H2O====NH4+OH
NH3·H2O====NH3+H2O
[师]根据上述反应,请思考氨水中存在哪些微粒?
[生]存在的微粒主要有NH3、H2O、NH3·H2O、NH4和OH,当然还有极少量的H。 [投影表格]氨水与液氨
液氨和氨水的比较
物质成分 微粒种类 主要性质 存在条件 液氨 纯净物(非电解质) NH3分子 不具有碱性 常温常压下不能存在 氨水 混合物(NH3·H2O为弱电解质) NH3、NH3·H2O、H2O、NH4、OH、H具有碱的通性 常温常压下可存在 -+ -+
--
△
[师]对于氨水来说,尽管溶液中大部分以NH3·H2O形式存在,但氨水的溶质仍然是氨,且溶液中NH3·H2O、NH3、NH4三者的物质的量之和就是溶质氨的物质的量。大家还应注意氨水的密度将随浓度的增大而逐渐变小,也就是说3P%的氨水的密度小于P%的氨水的密度。下边大家阅读教材,了解氨水的存放应注意的问题。
[生]阅读教材,并了解到氨水对金属有腐蚀作用,所以不能用金属容器盛装,一般情况下,氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里。
[过渡]氨作为一种碱性气体它还能与酸性的氯化氢气体反应,而且它是咱们所学过的常见气体中,能与酸反应生成盐的气体。
[板书]②氨与氯化氢的反应
[演示实验1—3]用两根玻璃棒分别在浓氨水和浓盐酸里蘸一下,然后将这两根玻璃棒接近。 [生]观察并记录现象,当两根玻璃棒接近时,产生较多的白烟。
[师]此白烟就是氨气与HCl化合而生成的微小的NH4Cl晶体。由此也可以知道NH3与酸反应的实质是NH3与H结合生成NH4的过程。
[板书]NH3+HCl====NH4Cl
[师]通过NH3和HCl的反应生成氯化铵可知,氨与酸反应的产物应该是对应的铵盐,下边请同学们写出氨与、硫酸反应的化学方程式,请一位同学在黑板上板演。
[生]书写要求的化学反应方程式,其中一名同学在黑板上板演。 [评价]讲评板演结果,指出错误或对正确结果予以肯定。 [板书]NH3+HNO3====NH4NO3 2NH3+H2SO4====(NH4)2SO4
[师]前边所讨论的氨的性质涉及的反应都是非氧化还原反应,氨中的氮元素的化合价没有改变,那么-3价的氮元素是否可以改变呢?在什么情况下可以改变呢?变化时氨表现出氧化性还是还原性?
[生]思考分析,氨中氮元素为最低价,应该具有还原性,可要实现-3价氮元素化合价升高,就需要提供氧化剂,进一步思考需要哪些氧化剂。
[师]氨中-3价的氮元素化合价是可以升高的,如在催化剂(Pt)的作用下与氧气发生反应生成NO和H2O,
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+
并放出热量。
[板书]③氨与氧气的反应(氨催化氧化)
催化剂
4NH3+5O2=======4NO+6H2O
△
[师]这一反应又叫氨的催化氧化(或叫接触氧化)是工业制中的关键一步,那么大家从氧化还原反应的角度分析该反应电子转移的方向、数目,指出氧化剂、氧化产物、还原剂、还原产物。
[生]用双线桥法表示电子转移方向及数目,并指出氧化剂为O2,氧化产物为NO(也是一种还原产物),还原剂为NH3,还原产物为NO和H2O。
[播放录像]小专辑《氨的用途》
[生]对比录像,结合教材,归纳氨的主要用途。 [板书]3. 氨的用途 [投影图表]氨的用途
氨的用途
[小结]我们应由氨的分子结构分析理解氨的性质:氨分子是典型的极性分子,不仅氨分子与氨分子之间
+
易形成氢键,而且氨分子与水分子之间也能形成氢键,故氨既易液化,又极易溶于水。与酸(H)反应生成铵盐,氨分子中氮元素呈-3价,为氮元素之最低价态,只能被氧化,有催化剂存在时可被空气中的氧气氧化为NO。氨水的成分较复杂,其溶质是NH3分子而不是NH3·H2O。这些内容是本节的重点。
[投影练习]氨跟氧化铜反应可以制备氮气(2NH3+3CuO====3Cu+3H2O+N2),而氨气跟镁在高温下反应可得
△ 到氮化镁,但氮化镁遇水即反应生成Mg(OH)2和NH3。下面是甲、乙两位学生提出的制备氮化镁的两种实验方案
示意框图(实验前系统内的空气已排除;图中箭头表示气体的流向)。
乙
填空和回答问题:
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(1)甲、乙两生提出的实验方案是否能制得氮化镁?(填:“能”或“不能”)甲 乙 。
(2)具体说明不能制得氮化镁的原因(如两个方案都能制得氮化镁,此小题不用回答) 。
[解析]通过严密的逻辑思维弄清各装置中发生的化学反应,是解答此题的关键。甲同学制取的气体通过碱石灰后,再通过浓H2SO4,NH3被吸收,无法与灼热的CuO反应制取氮气。乙同学制取的氨气通过灼热的CuO后,导出的气体中含有N2和未反应完全的氨气,被水吸收NH3气后,用浓H2SO4干燥,便可以得到干燥、纯净的氮气,与Mg粉反应制得Mg3N2固体。
[答案](1)甲不能,乙能。
(2)甲同学因制得的NH3气被浓H2SO4吸收,无法与CuO反应以制取氮气。 [布置作业]P13,一、二、2,3。三、1、4。四、1。 ●板书设计
第二节 氨 铵盐
一、氨
1. 氨的物理性质
无色、有刺激性气味、极易溶于水的气体,比空气轻,易液化。 2. 氨的化学性质
(1)氨的分子结构:呈三角锥形,极性分子 (2)氨的化学性质 ①氨与水的反应
NH3+H2O NH3·H2O NH4+OH
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NH3·H2O====NH3+H2O ②氨与氯化氢的反应 NH3+HCl====NH4Cl NH3+HNO3====NH4NO3
2NH3+H2SO4==== (NH4)2SO4
③氨与氧气的反应(氨的催化氧化)
催化剂
4NH3+5O2=======4NO+6H2O
△
3. 氨的用途 ●教学说明
氨气是日常生活中同学们就曾接触过或嗅闻过,只不过不清楚那就是氨气罢了,故在氨的物理性质中氨的气味通过提醒由同学们回忆而得出,而且留了一个悬念,在讲了NH3的极性和有关形成氢键的知识以及喷泉实验之后,这一悬念才得以解决即氨极易溶于水。在教学中演示实验由教师带着学生共同完成,既增强了动手能力,也增强了观察分析能力。
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