第二单元 化学反应的方向和限度优质课教案

《多视角再看“氨”》课程设计

——富阳中学高二化学组

卢珊

【引入】氮是十分重要的元素，是植物生长所必需的营养元素,也是人体基本的组成元素。从历史的长河来看，人类要发展首要解决的就是粮食问题，说到这不得不提一个人，那就是“将空气变为面包”的获得诺贝尔奖获得者的弗里茨.哈伯，他的发明使大气中的氮气变成生产氮肥的永不枯竭的廉价来源。从我国近二十年谷物增产随氨气产量增多即可见一斑。

【思考1】接下来我们就一起回顾一下，震惊整个化学界的工业合成氨反应，是吸热反应还是放热反应？判断依据是什么？ 【学生讨论】观点一：合成氨反应高温高压，所以吸热；观点二：由化学反应自发性判△S＜0，若反应自发，必然△H＞0；

（设计思路：用化学反应自发性判断问题，引发学生对实际工业生产应注重的问题思考，产率、产量）

【思考2】实验室难以达到这样的温度和压强，如果要制备少量氨气，应从下列药品中选择哪些？固体药品：NH4Cl、NaOH、Ca(OH)2、CaO；试剂 NH4Cl溶液、NaOH溶液、浓氨水

（设计思路：应用平衡移动原理解释、解决问题）

【思考3】如何检验试管内有氨气生成？

用镊子将湿润的红色石蕊试纸放于导管管口，如试纸变蓝，则说明有氨气逸出。

【过渡】我们检验氨气是利用了氨气是碱性气体的性质，那么物质性质由什么决定？

【拓展视野】接下来我们从微观结构上对分析为什么氨气为什么是碱性气体，我们知道碱性气体应该可以与酸电离的氢离子反应，氨气有一对孤电子对，而H核外没有电子是空轨道，这时N原子可以提供两个电子，H提供空轨道，两者之间共用N原子的这对电子，形成新的共价键，反应就结束了，整体显一个单位正电荷，这也就是我们熟悉的铵根离子。

【变式1】我们还学习过氨基酸，同学们请写出氨基的电子式,推测为什么氨基呈碱性？

【变式2】对于这个陌生的有机物

，同学们判断它是酸性物质还是碱++性物质？除了氨基这个基团外，哪些基团也可能使这个有机物显碱性？

【过渡】我们研究一种物质，除了从结构角度分析性质，还可以从什么角度去思考？价态。

【思考4】从价态角度回顾NH3还有什么化学性质？还原性

可以与哪类的物质反应？氧化剂，比如说？Cl2、O2

【交流与讨论】接下来请同学们设计实验证明NH3可以与Cl2反应？

实验1：将充满氯气的集气瓶倒扣在充满氨气的集气瓶上，抽取玻璃片，观察有什么实验现象？

请写出这个反应的化学方程式？（学生黑板书写）

【过渡】除了这个实验，还有没有其它方法可以证明这个氧化还原反应可以发生？氧化还原

的本质是什么？电子的转移

实验2：我们可不可以通过某种方法看到电子的转移过程？

如右图，现在我们用石墨棒做电极，电解氨水和氯水，外

接电流表，看看有什么现象？电流表指针偏转，说明这个氧化还原反应可以发生；

【思考5】利用了氨气具有还原性，也应用到了工业制硝酸的反应中，我们来一起看一下制备硝酸的流程图，进口鼓入NH3和空气，在热交换器中预热，随后进入转化器进行氨的催化氧化反应，同学们看流程图，看一下从转化器中出来的主要气体是什么？NO、O2、N2，主要产物是什么？NO，为什么NH3不直接被O2氧化成NO2？

【信息提示】热化学方程式2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=-58kJ/mol

【交流与讨论】NO氧化为NO2是低温自发反应，需要在较低温度下进行。所以氨催化氧化后热的混合气体需要先经过热交换器冷却后，产物才主要为NO2，然后NO2进一步被水吸收，生产硝酸。

【思考6】就我们目前所学，硝酸在工业上有哪些应用？

氮肥（硝态氮），有心绞痛的人一般身上都会备有硝化甘油，当心绞痛发作的时候，在舌下含服，药物被人体慢慢吸收后，可使扩张静脉，缓解心绞痛，见效很快。此外，硝酸还可以用于制造硝化纤维塑料。

【课堂小结】通过这节课以氨气为例讨论了认识物质的一般方法，即从物质的结构、价态等角度对物质的性质进行推测，并结合化学反应原理让物质间的转化，有理可依，有据可循。

那么对于陌生物质的性质及转化，我们能否通过本节课的学习得到呢，一起试试看。

【性质预测】氨和肼（N2H4）是氮的两种常见氢化物，肼(N2H4)的性质类似于氨气，易溶于水，在科学技术和生活生产中有重要的应用。

【问题1】肼有哪些化学性质？如何判断？

碱性（结构）、还原性（价态）；

【追问】我们之前学过哪种物质也可以与新制Cu(OH)2反应制Cu2O？

【拓展视野】用肼制备的Cu2O胶体分散性更好，Cu2O胶体作为催化剂，用于对燃料油脱硫处理上，减少含有化合物排放，同学们根据信息书写该反应的化学方程式。

【问题2】用离子方程式表示肼的水溶液呈碱性的原因？

N2H4+H2ON2H4H2O.N2H5+OH

+-【问题3】最新实验研究用肼还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O，同时放出一种无色气体,请写出该制法的化学反应方程式? N2H4+4Cu(OH)2==2Cu2O+N2↑+6H2O （设计思路：融入真实情景，练习陌生氧化还原方程式书写）

【结语】通过今天的学习，老师希望同学们在今后的学习生活中，能够用化学的视角观察周边事物，你会发现世界原来如此多娇！

附板书设计： 多视角再看“氨”

结构、价态

氨

性质

用途

原理解释：

自发性判断；

化学平衡移动原理；

原电池原理；