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文檔簡介
1800年未使用化肥每公頃耕地生產(chǎn)0.73噸糧食如果不施化肥,中國只能養(yǎng)活2億多人口,剩下11億人就沒飯吃。1978年開始使用化肥每公頃耕地生產(chǎn)4.63噸糧食氮肥的生產(chǎn)和使用第二單元生產(chǎn)生活中的含氮化合物氮肥(1)銨態(tài)氮肥:(2)其它氮肥:硝態(tài)氮肥如:KNO3有機(jī)態(tài)氮肥如:CO(NH2)2哈伯波施
分別獲得1918年和1932年諾貝爾化學(xué)獎N2+3H22NH3高溫、高壓
催化劑工業(yè)制NH3方法(合成氨)那怎么把NH3合成氮肥呢?我們首先來學(xué)習(xí)一下NH3的性質(zhì)。1、氨的物理性質(zhì)
觀察與思考:觀察氨氣,想一想氨氣有哪些物理性質(zhì)?氨氣通常狀況下是無色、具有刺激性氣味的氣體,密度比空氣小,氨氣在加壓下易液化,液氨汽化時吸收大量的熱,使周圍環(huán)境急劇降低,工業(yè)上可使用液氨作制冷劑。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論實(shí)驗(yàn)1形成噴泉,溶液變成紅色氨氣的溶解度極大,氨溶于水溶液呈堿性。實(shí)驗(yàn)1:在干燥的燒瓶內(nèi)充滿氨氣,塞上帶有玻璃管和膠頭滴管(預(yù)先吸入少量水)的膠塞。按圖4-14所示組裝實(shí)驗(yàn)裝置。打開橡皮管上的止水夾,擠壓膠頭滴管,觀察現(xiàn)象。氨氣極易溶于水:1:7001、氨的物理性質(zhì)
觀察與思考:觀察氨氣,想一想氨氣有哪些物理性質(zhì)?氨氣通常狀況下是無色、具有刺激性氣味的氣體,密度比空氣小,氨氣在加壓下易液化,液氨汽化時吸收大量的熱,使周圍環(huán)境急劇降低,工業(yè)上可使用液氨作制冷劑。
氨氣極易溶于水:1:700NH3+H2ONH3·H2O(1)與水反應(yīng)2.氨的化學(xué)性質(zhì)NH3·H2OOH-+NH4+思考:氨水中含有的微粒有哪些?分子:H2O、NH3、
NH3·H2O離子:
NH4+、OH-、H+(濃度很低)氨水中溶質(zhì)看成NH3實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論實(shí)驗(yàn)2有白煙生成氨易揮發(fā),能與酸反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)2:在一只潔凈的燒杯中放兩個棉花球,分別在兩個棉花上滴加幾滴濃氨水和濃鹽酸,用表面皿蓋住燒杯口,觀察現(xiàn)象。我們可以用什么酸代替濃鹽酸做該實(shí)驗(yàn),也能看到類似的現(xiàn)象呢?(2)NH3與酸反應(yīng)NH3+HCl=NH4Cl2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4(可用于吸收氨氣)NH3+HNO3=NH4NO3白煙,可檢驗(yàn)氨氣。2、NH3的化學(xué)性質(zhì)4NH3+5O24NO+6H2O催化劑△思考1:從氮元素價態(tài)上看,氨是否有還原性?2、NH3的化學(xué)性質(zhì)
(3)還原性由于氨水中氨易揮發(fā),因此常將氨轉(zhuǎn)化為各種固體的銨鹽來使用。思考2:氨水可作化肥,為什么還要將其轉(zhuǎn)化成銨鹽?(1)銨態(tài)氮肥:(2)其它氮肥:硝態(tài)氮肥如:KNO3有機(jī)態(tài)氮肥如:CO(NH2)2思考3:利用NH3的某些性質(zhì),想一想如何用NH3合成某些氮肥?某些氮肥的某些生產(chǎn)方法簡介:1、氯化銨可由氨氣與氯化氫進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)制得。2、碳酸氫銨由二氧化碳通入氨水中,飽和后結(jié)晶而得。3、工業(yè)上采用較多的是加壓中和工藝。加壓中和在0.4~0.5MPa和175~180°C下操作,硝酸濃度為50%~60%,先用氨中和至pH為3~4,以減少氨損失,再加氨調(diào)整到pH約為7,得到的硝酸銨溶液濃度為80%~87%。4、工業(yè)上采用氨與硫酸直接進(jìn)行中和反應(yīng)而得,用得不多,主要利用工業(yè)生產(chǎn)中副產(chǎn)物或排放的廢氣用硫酸或氨水吸收(如硫酸吸收焦?fàn)t氣中的氨,氨水吸收冶煉廠煙氣中二氧化硫,卡普綸生產(chǎn)中的氨或硫酸法鈦白粉生產(chǎn)中的硫酸廢液)。也有采用石膏法制硫銨的(以天然石膏或磷石膏、氨、二氧化碳為原料)。5、生產(chǎn)方法:工業(yè)上用液氨和二氧化碳為原料,在高溫高壓條件下直接合成尿素,化學(xué)反應(yīng)如下:2NH3+CO2→NH2COONH4→CO(NH2)2+H2O有一位農(nóng)民在倉庫里存放了一袋氮肥—碳酸氫銨(俗稱碳銨),有一天他發(fā)現(xiàn)這袋化肥包裝破損受潮了,就把它拿出去曬,結(jié)果發(fā)現(xiàn)沒有人偷盜卻少很多,你能從化學(xué)的角度替他找原因嗎?取少量氯化銨(NH4Cl)晶體,放入試管中,在酒精燈火焰上加熱,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)1結(jié)論:現(xiàn)象:試管底部白色晶體消失,管口重新產(chǎn)生白色晶體氯化銨受熱分解,生成的氣體又重新結(jié)合成白色固體有一位農(nóng)民在倉庫里存放了一袋氮肥—碳酸氫銨(俗稱碳銨),有一天他發(fā)現(xiàn)這袋化肥包裝破損受潮了,就把它拿出去曬,結(jié)果發(fā)現(xiàn)沒有人偷盜卻少很多,你能從化學(xué)的角度替他找原因嗎?白色、無毒、能溶于水,水溶液呈堿性,不溶于乙醇。性質(zhì)不穩(wěn)定,36℃以上分解為二氧化碳、氨和水,60℃可以分解完。有吸濕性,潮解后分解加快。NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O△在村子里住著兩位農(nóng)民,小李和小劉,他們都種了幾畝水稻。小李很勤勞,不僅買了氮肥硝酸銨,還同時使用了自己燒制的草木灰(呈堿性),小劉只施用了氮肥硝酸銨。小李心想自己使用的肥料多,收成一定好,結(jié)果到了秋收時發(fā)現(xiàn),自己田地的產(chǎn)量遠(yuǎn)不及小劉的,你知道原因嗎?實(shí)驗(yàn)2將少量氯化銨與少量氫氧化鈣混合后放入試管中,酒精燈火焰上微熱,用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體。濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)反應(yīng)產(chǎn)生了氨氣結(jié)論:現(xiàn)象:在村子里住著兩位農(nóng)民,小李和小劉,他們都種了幾畝水稻。小李很勤勞,不僅買了氮肥硝酸銨,還同時使用了自己燒制的草木灰(呈堿性),小劉只施用了氮肥硝酸銨。小李心想自己使用的肥料多,收成一定好,結(jié)果到了秋收時發(fā)現(xiàn),自己田地的產(chǎn)量遠(yuǎn)不及小劉的,你知道原因嗎?1.不和堿性肥料一起使用2.在干燥陰涼的地方儲存N2NH3銨態(tài)氮肥(銨鹽)2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4NH3+HCl=NH4Cl1.受熱易分解2.與堿共熱產(chǎn)生氨氣
NH4++OH-
=NH3↑+H2O△NH3+H2ONH3·H2ONH3·H2O
NH4++OH-還原性:4NH3+5O24NO+6H2O催化劑△易發(fā)生熱分解,溫度不同,分解產(chǎn)物也不同。在110°C時:NH4NO3─→NH3+HNO3+173kJ在185~200°C時:NH4NO3─→N2O+2H2O+127kJ在230°C以上時,同時有弱光:2NH4NO3─→2N2+O2+4H2O+129kJ,在400°C以上時,發(fā)生爆炸:4NH4NO3─→3N2+2NO2+8H2O+123kJ純硝酸銨在常溫下是穩(wěn)定的,對打擊、碰撞或摩擦均不敏感。但在高溫、高壓和有可被氧化的物質(zhì)(還原劑)存在及電火花下會發(fā)生爆炸,在生產(chǎn)、貯運(yùn)和使用中必須嚴(yán)格遵守安全規(guī)定。純品為無色透明斜方晶系結(jié)晶,水溶液呈酸性。不溶于醇、丙酮和氨。有吸濕性,吸濕后固結(jié)成塊。加熱到513℃以上完全分解成氨氣、氮?dú)狻⒍趸蚣八Ec堿類作用則放出氨氣。與氯化鋇溶液反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀。也可以使蛋白質(zhì)發(fā)生鹽析。工業(yè)上采用氨與硫酸直接進(jìn)行中和反應(yīng)而得,用得不多,主要利用工業(yè)生產(chǎn)中副產(chǎn)物或排放的廢氣用硫酸或氨水吸收(如硫酸吸收焦?fàn)t氣中的氨,氨水吸收冶煉廠煙氣中二氧化硫,卡普綸生產(chǎn)中的氨或硫酸法鈦白粉生產(chǎn)中的硫酸廢液)。也有采用石膏法制硫銨的(以天然石膏或磷石膏、氨、二氧化碳為原料)。3.銨鹽的化學(xué)性質(zhì):(1)不穩(wěn)定性,受熱分解NH3+HCl=NH4Cl試管底固體分解成氣體試管口附近又形成白色晶體NH4ClNH3↑+HCl↑△NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O△(2)與強(qiáng)堿反應(yīng),加熱產(chǎn)生氨氣實(shí)驗(yàn)室里怎樣檢驗(yàn)NH4+?思考:實(shí)驗(yàn)室里能否用此反應(yīng)制備氨氣?實(shí)驗(yàn)室里怎樣干燥氨氣?(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3↑+2H2O△2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O△在一只燒杯中放兩個棉花球,分別在兩個棉花球上滴加幾滴濃氨水和濃鹽酸,用表面皿蓋住燒杯口,觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)3結(jié)論:氨水具有揮發(fā)性,與揮發(fā)性酸發(fā)生反應(yīng)生產(chǎn)銨鹽。產(chǎn)生白煙
現(xiàn)象:NH3+HCl=NH4Cl1.觀察一瓶氨氣2.實(shí)驗(yàn)1觀察實(shí)驗(yàn),你看到什么現(xiàn)象?形成噴泉,溶液變成紅色氨氣的溶解度極大,氨溶于水溶液呈堿性。結(jié)論:現(xiàn)象:實(shí)驗(yàn)2在一支潔凈的試管中滴加幾滴氨水,將濕潤的紅色石蕊試紙(或pH試紙)粘在玻璃棒上靠近試管口,觀察試紙顏色的變化情況。結(jié)論
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