2021届高三化学一轮复习—— 氨气的制法(知识点梳理及课堂检测)
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考点七十六人工固氮技术—合成氨聚焦与凝萃1.理解如何应用化学反应速率和化学平衡原理,选择合成氨的适宜条件;2.了解合成氨生产的一般流程和反应原理、反应条件等。
解读与打通常规考点一、氮的固定1.定义:氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态氮的方法。
2.方法:氨的固定主要方法有:(1)人工合成氨:化学固氨法。
其条件要求高、成本高、转化率低、效率低。
(2)根瘤菌,生物固氨。
常温常压下进行。
成本低、转化率高、效率高。
3.工业应用:模拟生物的功能,把生物的功能原理用于化学工业生产,借以改善现有的并创造崭新的化学工艺过程。
二、合成氨的反应原理2NH31.反应原理:N2+3H2催化剂高温高压2.反应特点:合成氨反应是一个可逆、放热、气体分子总数减少的反应。
3.反应条件:工业上,合成氨的适宜条件为铁作催化剂、400~500 ℃、10~30 MPa的压强。
三、合成氨的基本生产过程合成氨的基本生产过程主要包括三个步骤:造气(制备合成氨的原料气)、净化(原料气净化处理)、合成(使原料气进行化学反应合成氨)。
1.原料气的制备(1)氮气的制备:①物理方法:物理方法为将空气液化,蒸发分离出氧气。
②化学方法:将空气中的氧气与碳作用生成CO2,再除去CO2。
(2)氢气的制备:①碳与水蒸气的反应,用方程式表示为:C+H2O错误!CO+H2。
高三化学氨气的知识点【高三化学氨气的知识点】氨气是一种无色、具有刺激性气味的气体,在化学中有着重要的应用和研究价值。
本文将深入探讨高三化学中与氨气相关的知识点,包括氨气的性质、制备方法、用途以及安全注意事项。
一、氨气的性质氨气(NH3)是一种具有碱性的化合物,其分子由1个氮原子和3个氢原子组成。
以下是氨气的主要性质:1. 氨气是无色气体,在常温下存在于空气中。
2. 氨气具有强烈刺激性气味,能使呼吸道黏膜发生灼痛感。
3. 氨气可溶于水,形成氨水(氨的水溶液)。
氨水呈碱性,可以和酸发生中和反应。
二、氨气的制备方法氨气可以通过以下几种方法进行制备:1. 氨气的工业制备主要采用哈伦-伯-伯修法。
该方法通过在高温下将天然气(甲烷)和氮气反应,产生氢气和氮气的混合气体,然后在催化剂的作用下进行氧化还原反应,生成氨气。
2. 氨气还可以通过铵盐的热分解或碱金属与氮气反应等方法制备。
三、氨气的用途氨气在工业生产和实验室中有着广泛的用途,包括以下几个方面:1. 氨气被广泛用作化肥的生产原料。
通过制备氨水,可以制成多种氮肥,如尿素、硫酸铵等。
2. 氨气也用于制备合成纤维素纤维(如人造丝)和染料。
3. 氨气可以用作冷剂和制冷剂,如制冷剂R717。
4. 氨气在实验室中用于合成化合物或进行化学分析。
5. 氨气还有其他应用,如用作清洁剂、金属表面处理剂等。
四、氨气的安全注意事项使用氨气时,应注意以下安全事项:1. 氨气具有刺激性气味,接触时应避免吸入气体,以免对呼吸道造成伤害。
操作氨气时应戴好防护面具和手套,并确保通风良好。
2. 氨气属于易燃气体,接触明火或其他火源可能引发爆炸。
应将氨气存储在密封的容器中,远离火源和高温环境。
3. 氨气具有腐蚀性,避免与皮肤接触。
如果发生溅入眼睛或皮肤,应立即用大量清水冲洗,并寻求医疗帮助。
4. 当氨气泄漏时,应迅速撤离现场,并即刻报警。
在处理泄漏情况时,应佩戴适当的防护装备,并采取专业的处置方法。
高中氨气知识点总结一、氨气的性质氨气是一种无色有刺激性气味的气体,在常温常压下呈无色透明气体。
它极易溶于水,在水中能够形成氨水,这种氨水有着碱性的特性。
氨气有着较强的还原性,能够和氧气或氯气等发生化学反应。
氨气也是一种较为活泼的非金属活性气体,能够和氢气发生化学反应。
二、氨气的制备1. 直接合成法N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)氮气和氢气通过铁催化剂在高温、高压条件下反应制备氨气。
这是工业上常用的氨气制备方法。
2. 间接合成法C + 2NH3 → HCN + 3H2HCN + 3H2 → NH3通过一系列的反应,从一些化合物中得到氨气的方法。
三、氨气的用途1. 化肥制造氨气是化肥的原料,被用来制造硝酸铵、尿素、硝酸钙等肥料。
2. 合成其他化学品氨气是工业生产中的重要原料,用于合成硝酸、硫酸等化学品。
3. 清洁剂氨气可用来制备清洁剂,常用于清洁玻璃等表面。
四、氨气的化学性质1. 与酸反应NH3(g) + HCl(g) → NH4Cl(s)氨气可以和酸反应生成盐。
氨气的碱性使其与酸反应会产生中和反应,生成盐和水。
2. 与氧气反应4NH3(g) + 5O2(g) → 4NO(g) + 6H2O(g)氨气与氧气在高温下可以发生反应,生成一氧化氮和水。
3. 与硫酸铜反应CuSO4(aq) + 4NH3(g) → [Cu(NH3)4]SO4(aq)氨气与硫酸铜反应,生成配合物。
五、氨气的危害1. 毒性氨气是一种有毒气体,吸入过量氨气会对人体造成伤害,引起头晕、恶心、呕吐等不适症状。
2. 腐蚀性浓度较高的氨气具有一定的腐蚀性,会对皮肤和眼睛造成伤害。
3. 爆炸性氨气在一定条件下能够和空气发生爆炸,造成严重的安全隐患。
六、环境问题1. 空气污染氨气对环境产生一定的空气污染。
2. 水污染氨气溶解在水中形成氨水,对水体产生一定的污染作用。
七、氨气的使用和安全1. 使用氨气时需注意通风良好,避免其浓度过高造成危害。
氨气知识点归纳氨气的定义和性质氨气是一种无色、具有强烈刺激性气味的气体,化学式为NH3。
它具有强烈的碱性,能与酸发生中和反应。
氨气是一种重要的化工原料,广泛应用于农业、医药、化工等领域。
氨气的制备方法1.氨气的工业制备主要有合成氨法和氨水蒸发法。
–合成氨法:通过氮气与氢气在高温高压条件下经过催化剂催化反应生成氨气。
–氨水蒸发法:将氨水加热蒸发,然后再将氨气与水分离。
2.实验室中可以通过氨水和氯化铵反应制备氨气。
–反应方程式:NH4Cl + NaOH → NH3 + H2O + NaCl氨气的用途1.农业中的应用:–氨气是合成氨肥料的重要原料。
合成氨能够与二氧化碳反应生成尿素,作为植物的氮源,促进植物生长。
–氨气还可以用于农作物的保鲜,延缓农产品的腐烂速度。
2.化工领域的应用:–氨气是生产硝酸、硫酸、尿素等化学品的重要原料。
–氨气可以用于制造合成纤维、塑料、炸药等。
3.医药行业中的应用:–氨气可以用作制药工业中的中间体,用于合成多种药物。
–氨气还可以用于医疗设备的消毒和清洁。
氨气的危害和安全注意事项1.氨气具有强烈的刺激性气味,对呼吸道和眼睛有刺激作用。
长时间暴露在高浓度的氨气环境中会对人体健康造成损害。
2.在使用氨气时应注意以下安全事项:–在通气良好的地方使用氨气,避免在密闭空间中使用。
–使用氨气时应佩戴防护眼镜、手套和呼吸防护装置。
–避免氨气与可燃物接触,以防发生火灾或爆炸。
3.对于发生氨气泄漏的情况,应立即采取以下应急措施:–立即撤离泄漏区域,远离险情。
–避免直接接触泄漏的氨气,尽量避免吸入。
–封堵泄漏源,并通知相关部门进行处理。
氨气的环境影响1.氨气的排放对环境造成污染。
氨气在大气中与酸性物质反应生成氨盐,并降低大气的酸性。
2.氨气的大量排放会导致酸雨的形成。
酸雨会对土壤和水源造成污染,影响生态系统的平衡。
总结:氨气是一种重要的化工原料,广泛应用于农业、医药、化工等领域。
在使用氨气时,需要注意其强刺激性和安全事项,以及避免对环境造成污染。
氨气制备知识点归纳总结一、氨气的性质1. 氨气是一种具有刺激性气味的无色气体,具有碱性。
2. 氨气可以与一些氧化剂发生剧烈反应,产生较大的热量,甚至可以引起爆炸。
3. 氨气具有一定的毒性,长期暴露于高浓度氨气中会对人体造成损害。
二、氨气的制备方法1. 氨合成法氨合成法是目前主要的工业氨气生产方法,其原理是将氮气和氢气在催化剂的作用下,发生合成反应生成氨气。
催化剂通常为铁、铁合金和铑钛催化剂。
氨合成反应的化学方程式如下:N2 + 3H2 → 2NH32. 氨水分解法氨水分解法是通过加热氨水使其分解生成氨气和水蒸气的方法。
氨水分解反应的化学方程式如下:2NH3·H2O → 2NH3 + 2H2O3. 氨盐分解法氨盐分解法是将氯化铵和氢氧化钠作为原料,加热使其发生分解反应,生成氨气和水蒸气。
氨盐分解反应的化学方程式如下:NH4Cl + NaOH → NH3 + H2O + NaCl三、氨气的实验室制备方法实验室中常用的氨气制备方法主要包括氨水分解法和氨盐分解法。
1. 氨水分解法氨水分解法是实验室中制备氨气的简便方法,其原理是通过加热氨水使其分解生成氨气和水蒸气。
操作步骤如下:(1) 实验装置:取一烧杯或烧瓶,加入适量氨水。
(2) 加热分解:用加热装置将烧杯或烧瓶中的氨水加热,使其分解生成氨气和水蒸气。
(3) 收集氨气:用倒吸法或气体收集瓶将生成的氨气收集起来。
2. 氨盐分解法氨盐分解法是实验室中另一种制备氨气的方法,其原理是通过将氯化铵和氢氧化钠加热使其分解生成氨气和水蒸气。
操作步骤如下:(1) 实验装置:取一烧瓶或烧杯,加入适量氯化铵和氢氧化钠。
(2) 加热分解:用加热装置将烧瓶或烧杯中的氯化铵和氢氧化钠加热,使其分解生成氨气和水蒸气。
(3) 收集氨气:用倒吸法或气体收集瓶将生成的氨气收集起来。
四、氨气的应用氨气是一种重要的工业化学品,在各个领域都有着广泛的应用。
其中主要包括以下几个方面:1. 化肥生产:氨气是合成氨肥料的原料,广泛应用于农业生产中。
盘点高考化学一轮复习氨气知识点氨气是一种无色气体,有强烈的刺激气味。
极易溶于水,常温常压下1体积水可溶解700倍体积氨。
小编预备了氨气知识点,具体请看以下内容。
氨气的性质:无色气体,刺激性气味、密度小于空气、极易溶于水(且快)1:700体积比。
溶于水发生以下反应使水溶液呈碱性:NH3+H2O NH3? H2O NH4++OH- 可作红色喷泉实验。
生成的一水合氨NH3?H2O是一种弱碱,专门不稳固,会分解,受热更不稳固:NH3?H2O ===(△) NH3 +H2 O浓氨水易挥发除氨气,有刺激难闻的气味。
氨气能跟酸反应生成铵盐:NH3+HCl == NH4Cl (晶体)氨是重要的化工产品,氮肥工业、有机合成工业及制造硝酸、铵盐和纯碱都离不开它。
氨气容易液化为液氨,液氨气化时吸取大量的热,因此还能够用作制冷剂。
铵盐的性质:易溶于水(专门多化肥差不多上铵盐),受热易分解,放出氨气:NH4Cl NH3 +HClNH4HCO3 NH3 +H2O +CO2能够用于实验室制取氨气:(干燥铵盐与和碱固体混合加热)NH4NO3+NaOH Na NO3+H2O+NH32NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3 用向下排空气法收集,红色石蕊试纸检验是否收集满。
11、金属的通性:导电、导热性,具有金属光泽,延展性,一样情形下除Hg外差不多上固态12、金属冶炼的一样原理:①热分解法:适用于不爽朗金属,如Hg、Ag②热还原法:适用于较爽朗金属,如Fe、Sn、Pb等③电解法:适用于爽朗金属,如K、Na、Al等(K、Ca、Na、Mg差不多上电解氯化物,Al是电解Al2O3)氨气知识点的内容确实是这些,查字典化学网期望对考生复习化学有关心。
2021届高三化学一轮复习—— 氨气的制法(知识点梳理及课堂检测)
核心知识梳理
1.氨气的实验室制法
(1)加热固态铵盐和碱的混合物
一般加热NH 4Cl 和Ca(OH)2的混合物,化学方程式:
2NH 4Cl +Ca(OH)2=====△2NH 3↑+CaCl 2+2H 2O 。
(2)装置:“固体+固体――→△气体”(与用KClO 3或KMnO 4制O 2的装置相同)。
(3)收集:只能用向下排空气法。
(4)干燥:用碱石灰(NaOH 和CaO 固体的混合物)。
(5)验满方法:a.用湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色;b.将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,现象是有白烟产生。
(6)尾气处理:收集时,一般在管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球,可减小NH 3与空气的对流速度,收集到纯净的NH 3,同时也可避免污染空气。
2.实验室制取氨气的其他方法
问题思考根据下述装置回答下列问题。
(1)该装置能否制得纯净、干燥的NH 3?原因是什么?
答案 不能,因为NH 4Cl 固体受热分解生成NH 3和HCl ,它们在试管口又重新生成NH 4Cl 。
(2)若要制得纯净、干燥的NH 3,若还是选用一种固体药品,应选择________,其原理是_______________________________________________。
(结合方程式和必要的文字说明) 答案 NH 4HCO 3[或(NH 4)2CO 3] NH 4HCO 3=====△N N H 3↑+H 2O +CO 2↑[或(NH 4)2CO 3=====△
2NH 3↑+H 2O +CO 2↑],生成的H 2O 和CO 2可以被碱石灰吸收,可制得纯净、干燥的NH 3
(3)在实验室中还可以把浓氨水滴入NaOH 固体中,制备NH 3,下列适宜的装置是③。
其收集装置可以选用AG 。
尾气处理装置可以选用bd。
课堂检测
1、判断题
(1)实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3并不涉及氧化还原反应()
(2)铵盐和碱反应一定能产生NH3,但是铵盐受热分解不一定产生NH3()
(3)加热分解NH4Cl可产生NH3,但不能以此来制取NH3()
(4)制取NH3的Ca(OH)2可用NaOH、KOH代替()
(5)氨是碱性气体,能用中性干燥剂CaCl2干燥()
答案(1)√(2)√(3)√(4)×(5)×
2.实验室制氨气的试剂及装置正确的是()
答案D
解析稀氨水与浓氢氧化钠溶液混合,由于一水合氨的浓度较小,则其不易分解产生氨气,
不宜用于制备氨气,故A错误;加热氯化铵分解生成的氨气和氯化氢在试管口部位又化合生成氯化铵,不能放出氨气,故B错误;加热固体制备气体的试管口应该略向下倾斜,故C 错误;生石灰能够与浓氨水中的水反应生成氢氧化钙,同时放出热量,促进NH3·H2O NH3+H2O平衡正向移动,放出氨气,故D正确。
3.下列实验室制取NH3并进行干燥、收集验满和尾气处理的各装置和原理能达到实验目的的是()
答案D
解析氯化铵加热分解为氨气和氯化氢,在试管口遇冷又化合为氯化铵,不能得到氨气,A 错误;浓硫酸与氨气反应,不能干燥氨气,B错误;由于氨气密度小于空气,导气管应伸入到试管底部进行气体的收集,C错误;氨气极易溶于水,易产生倒吸现象,用倒置的漏斗进
行防倒吸,D正确。
4.为了在实验室利用工业原料制备少量氨气,有人设计了如下装置(图中夹持装置均已略去)。
[实验操作]
①检查实验装置的气密性后,关闭弹簧夹a、b、c、d、e。
在A中加入锌粒,向长颈漏斗注入一定量稀硫酸。
打开弹簧夹c、d、e,则A中有氢气产生。
在F出口处收集氢气并检验其纯度。
②关闭弹簧夹c,取下截去底部的细口瓶C,打开弹簧夹a,将氢气经导管B验纯后点燃,然后立即罩上无底细口瓶C,塞紧瓶塞,如图所示。
氢气继续在瓶内燃烧,几分钟后火焰熄灭。
③用酒精灯加热反应管E,继续通氢气,待无底细口瓶C内水位下降到液面保持不变时,打开弹簧夹b,无底细口瓶C内气体经D进入反应管E,片刻后F中的溶液变红。
回答下列问题:
(1)检验氢气纯度的目的是__________________。
(2)C瓶内水位下降到液面保持不变时,A装置内发生的现象是________,防止了实验装置中压强过大。
此时再打开弹簧夹b的原因是__________________________,C瓶内气体的成分是____________________。
(3)在步骤③中,先加热铁触媒的原因是______________________。
反应管E中发生反应的化学方程式是______________________。
答案(1)排除空气,保证安全或判断装置中空气是否排净,保证安全(合理即可)(2)锌粒与酸脱离尽量增大氢气的浓度以提高氮气的转化率N2、H2
2NH3
(3)升高温度,增大铁触媒活性,加快氨的合成反应速率N2+3H2铁触媒
△
解析(1)氢气和空气混合气体受热易爆炸。
若不检验氢气的纯度可能在E处发生危险。
(2)A装置原理类似启普发生器,当试管内压强过大酸会流回长颈漏斗中使反应停止。
C瓶利用排水法收集氢气,氢气收集满后再通入气体压强变大导致A中酸流回漏斗和锌粒脱离接触反应停止。
C中原有空气里的氧气被氢气燃烧而消耗最终主要剩余氮气,所以C中气体主要成分为氮气和氢气。
通氢气一直到压强增大到不能增大为止可以让通入的氢气尽可能多。
根据化学平衡原理增大氢气浓度可以提高氮气的转化率。
(3)铁触媒在较高温度时活性增大加快氨合成的反应速率。
发生的反应为N2+3H2铁触媒
△
2NH3。