第2课时 课时2
氮肥的生产和使用
教学设计
一、学习目标
1.掌握氨及铵盐的性质和用途，了解液氨和氨水的区别；
2.知道氮肥的性能和使用氮肥的注意事项，认识到科学使用化肥的意义；
3.学习观察法、探究法、类比法等科学方法；
4.知道氮肥的应用对社会生产的作用和对自然环境的影响；在实验探究活动中，享受发现的快乐。
二、教学重点及难点
教学重点：氨气和铵盐的性质；
教学难点：“喷泉”实验的原理，氨水的弱碱性。
三、设计思路
氮肥是植物生长的重要基础，是解决人类吃饭问题的重要因素之一。通过对“雷雨发庄稼”（自然固氮）知识的复习和生物固氮方式缺点的讨论，从而将本节内容的重点引入人工固氮（合成氮）过程的教学中来。氮肥生产的基础是氨的合成，即可引入本节课教学重点——氨气性质的教学。其中，氨气与水和酸的反应是教学的重点。再通过氨的挥发性、刺激性气味等性质，引导学生讨论氨水作为化肥的缺点，在此基础上引入固态铵盐和氮肥知识的教学。在学习铵盐知识的基础上，师生共同讨论科学使用化肥的方法和意义。
四、教学过程
[复习引入] 回忆“雷雨发庄稼”的有关化学方程式。
[图片] 人类已知的三类基本固氮方式（ppt 2）。
[讨论] 三种固氮方式的优缺点。强调人工固氮的重要意义，引出本节内容的教学。
[化学史话]氮是农作物生长的必须元素，大气中游离的氮不能被植物直接吸收，通过生物固氮和自然固氮获得的氮元素远远不能满足植物生长的需要。为了提高农作物的产量，科学家们苦苦探索了几百年。20世纪初，德国化学家哈伯首次用氢气和氮气合成了氨，奠定了大规模工业合成化肥的基础。从此，人类能为植物的生长提供足够的氮肥，缓解了地球上有限的耕地资源与庞大的粮食需求之间的矛盾，他也因此获得了1918年化学诺贝尔奖。
[知识链接] 1. 合成氨反应条件苛刻的原因；
2. 哈伯的功与过。
[板书]一、工业合成氨（ppt 4）
N2+3H2 2NH3
[过渡] 氨的成功合成在一定程度上解决了人类的吃饭问题。要让这种重要的气体氮化合物更好地人类服务，我们必须研究它的性质。
[板书] 二、氨气
1.氨的物理性质（ppt 5）
[展示]展示一瓶NH3，观察其颜色、状态、并闻其气味（注意闻气味的方法）。
[小结]氨是无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化，氨液化的同时放出大量的热；液态氨汽化时要吸收周围的热量，使周围的空气迅速变冷（常用作致冷剂）。极易溶于水（体积比1：700）。
[实验探究1] 喷泉实验。
[观察与思考]观察实验、描述实验现象，分析实验现象你能得出什么结论？
现象：将胶头滴管中的水挤入烧瓶，打开止水夹，烧杯中的水沿着导管喷入烧瓶，变成红色喷泉。
结论：氨气极易溶于水，氨气的水溶液显碱性。
[讨论]上述产生喷泉的原理是什么？
[小结]胶头滴管中的水挤入烧瓶，大量氨气溶于水使烧杯中气压急剧降低，水被吸入烧瓶形成喷泉。（ppt 7）
[实验探究2] 氨水的不稳定性
现象：
湿润的红色石蕊试纸变成蓝色。
结论：
氨水易挥发，氨气的水溶液具有碱性。
[板书]2.氨的化学性质
[小结]（1）氨气与水的反应
NH3+H2O NH3· H2O NH4++OH-
[讨论]氨水中存在哪些微粒？并与液氨进行比较。（ppt 10）
液氨
氨水
物质种类
粒子种类
[实验探究3] NH3与HCl的反应
现象：
烧杯中出现白烟。
解释：
浓氨水、浓盐酸具有挥发性，NH3与HCl结合，有固体NH4Cl生成。
（2）氨气与酸的反应（ppt 11～12）
NH3+HCl= NH4Cl（白烟）
[思考]将实验3中浓盐酸换成浓硝酸或浓硫酸现象是否相同？为什么？
NH3 + HNO3 = NH4NO3（白烟）
2NH3 + H2SO4 =（NH4）2 SO4
[过渡提问] 其实，氨水也可以作为化肥，但现在人们很少用它，大家知道其中的原因吗？（ppt 13）
[回答] 氨水中的NH3· H2O不稳定，容易分解生成氨气，而挥发掉促进植物生长的有效成分，降低了肥效。同时，会发出来的氨气具有刺激性气味，给使用带来很大的不方便。
[追问] 从前面的探究活动中，我们来思考一下，有没有什么方法可以解决这个问题？
[回答] 可以将氨气与酸反应转化成固态铵盐加以使用。
[过渡] 回答得很好！铵盐就是目前我们使用最多的固态氮肥的主要成分，对铵盐的性质的了解，是科学使用化肥的基础。
[板书] 三、铵盐的性质（ppt 14～17）
1.受热分解
[实验探究4]①进行实验，②描述实验现象，③写出化学方程式。
现象：加热，试管中产生白烟，试管口重新生成白色固体。
NH4Cl = NH3 ↑ + HCl ↑
NH3 + HCl = NH4Cl
NH4HCO3= NH3↑+H2O + CO2↑
[拓展视野] 由上述反应式可以看出, NH4Cl 、NH4HCO3受热都能分解，都有NH3产生,但不是所有的铵盐受热分解都能产生NH3。
例如NH4NO3的分解:2NH4NO3 = 2N2↑+O2↑+ 4H2O
[板书] 2.与碱共热放出氨气
[实验探究5]①进行实验，②描述实验现象，③写出化学方程式。
现象：产生有刺激性气味的气体，湿润的红色石蕊试纸变蓝。
2NH4Cl+Ca(OH)2 = CaCl2+2H2O+2NH3↑
[思考与交流]根据上述性质，分析讨论此性质有何应用？
（1）铵根离子的检验；
（2）氨气的实验室制法；
（3）避免铵态氮肥与碱性肥料混合施用。
[板书] 3.氮肥简介（ppt 18）
（1）铵态氮肥： NH4Cl（氯铵）、NH4HCO3（碳铵）、(NH4)2SO4（硫铵）、NH4NO3（硝铵）。
（2）其他氮肥：硝态氮肥。如：KNO3。
有机态氮肥。如：CO(NH2)2。
[问题思考] （ppt 19～20）
1.检验氨气是否充满试管的方法是 ，观察到的现象是 。
2.能否用浓硫酸干燥氨气？
3.（见ppt 20）
答案：1.用湿润的红色石蕊试纸放到管口 试纸变蓝
2.不能 因为氨气能与硫酸反应
3.A、B、D
[作业] 教材第102页：练习与实践第1（2）、2（3）题
第2课时 课时2氮肥的生产和使用教学设计
二、教学重点及难点
教学重点：氨气和铵盐的性质；教学难点：“喷泉”实验的原理，氨水的弱碱性。
四、教学过程
[复习引入] 回忆“雷雨发庄稼”的有关化学方程式。
[图片] 人类已知的三类基本固氮方式（ppt 2）。
[讨论] 三种固氮方式的优缺点。强调人工固氮的重要意义，引出本节内容的教学。
[化学史话]氮是农作物生长的必须元素，大气中游离的氮不能被植物直接吸收，通过生物固氮和自然固氮获得的氮元素远远不能满足植物生长的需要。为了提高农作物的产量，科学家们苦苦探索了几百年。20世纪初，德国化学家哈伯首次用氢气和氮气合成了氨，奠定了大规模工业合成化肥的基础。从此，人类能为植物的生长提供足够的氮肥，缓解了地球上有限的耕地资源与庞大的粮食需求之间的矛盾，他也因此获得了1918年化学诺贝尔奖。
[知识链接] 1. 合成氨反应条件苛刻的原因；2. 哈伯的功与过。
[板书]一、工业合成氨（ppt 4） N2+3H2 2NH3
[过渡] 氨的成功合成在一定程度上解决了人类的吃饭问题。要让这种重要的气体氮化合物更好地人类服务，我们必须研究它的性质。
[板书] 二、氨气
1.氨的物理性质（ppt 5）
[展示]展示一瓶NH3，观察其颜色、状态、并闻其气味（注意闻气味的方法）。
[小结]氨是无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化，氨液化的同时放出大量的热；液态氨汽化时要吸收周围的热量，使周围的空气迅速变冷（常用作致冷剂）。极易溶于水（体积比1：700）。
[实验探究1] 喷泉实验。
[观察与思考]观察实验、描述实验现象，分析实验现象你能得出什么结论？
现象：将胶头滴管中的水挤入烧瓶，打开止水夹，烧杯中的水沿着导管喷入烧瓶，变成红色喷泉。
结论：氨气极易溶于水，氨气的水溶液显碱性。
[讨论]上述产生喷泉的原理是什么？
[小结]胶头滴管中的水挤入烧瓶，大量氨气溶于水使烧杯中气压急剧降低，水被吸入烧瓶形成喷泉。（ppt 7）
[实验探究2] 氨水的不稳定性
现象：湿润的红色石蕊试纸变成蓝色。
结论：氨水易挥发，氨气的水溶液具有碱性。
[板书]2.氨的化学性质
[小结]（1）氨气与水的反应
NH3+H2O NH3· H2O NH4++OH-
[讨论]氨水中存在哪些微粒？并与液氨进行比较。（ppt 10）
液氨
氨水
物质种类
粒子种类
[实验探究3] NH3与HCl的反应
现象：烧杯中出现白烟。
解释：浓氨水、浓盐酸具有挥发性，NH3与HCl结合，有固体NH4Cl生成。
（2）氨气与酸的反应（ppt 11～12）NH3+HCl= NH4Cl（白烟）
[思考]将实验3中浓盐酸换成浓硝酸或浓硫酸现象是否相同？为什么？
NH3 + HNO3 = NH4NO3（白烟） 2NH3 + H2SO4 =（NH4）2 SO4
[过渡提问] 其实，氨水也可以作为化肥，但现在人们很少用它，大家知道其中的原因吗？（ppt 13）
[回答] 氨水中的NH3· H2O不稳定，容易分解生成氨气，而挥发掉促进植物生长的有效成分，降低了肥效。同时，会发出来的氨气具有刺激性气味，给使用带来很大的不方便。
[追问] 从前面的探究活动中，我们来思考一下，有没有什么方法可以解决这个问题？
[回答] 可以将氨气与酸反应转化成固态铵盐加以使用。
[过渡] 回答得很好！铵盐就是目前我们使用最多的固态氮肥的主要成分，对铵盐的性质的了解，是科学使用化肥的基础。
[板书] 三、铵盐的性质（ppt 14～17）
1.受热分解[实验探究4]①进行实验，②描述实验现象，③写出化学方程式。
现象：加热，试管中产生白烟，试管口重新生成白色固体。
NH4Cl = NH3 ↑ + HCl ↑ NH3 + HCl = NH4Cl NH4HCO3= NH3↑+H2O + CO2↑
[拓展视野] 由上述反应式可以看出, NH4Cl 、NH4HCO3受热都能分解，都有NH3产生,但不是所有的铵盐受热分解都能产生NH3。
例如NH4NO3的分解:2NH4NO3 = 2N2↑+O2↑+ 4H2O
[板书] 2.与碱共热放出氨气
[实验探究5]①进行实验，②描述实验现象，③写出化学方程式。
现象：产生有刺激性气味的气体，湿润的红色石蕊试纸变蓝。
2NH4Cl+Ca(OH)2 = CaCl2+2H2O+2NH3↑
[思考与交流]根据上述性质，分析讨论此性质有何应用？
（1）铵根离子的检验； （2）氨气的实验室制法；（3）避免铵态氮肥与碱性肥料混合施用。
[板书] 3.氮肥简介（ppt 18）
（1）铵态氮肥： NH4Cl（氯铵）、NH4HCO3（碳铵）、(NH4)2SO4（硫铵）、NH4NO3（硝铵）。
（2）其他氮肥：硝态氮肥。如：KNO3。有机态氮肥。如：CO(NH2)2。
[问题思考] （ppt 19～20）
1.检验氨气是否充满试管的方法是 ，观察到的现象是 。
2.能否用浓硫酸干燥氨气？
3.（见ppt 20）
答案：1.用湿润的红色石蕊试纸放到管口 试纸变蓝
2.不能 因为氨气能与硫酸反应
3.A、B、D
[作业] 教材第102页：练习与实践第1（2）、2（3）题
第2单元 课时2
氮肥的生产和使用
补充习题
一、选择题
1.“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质是 （ ）
A.氯化钠 B.固体硝酸铵 C.固体氢氧化钠 D.生石灰
2.四支试管分别充满O2、NO2、Cl2、NH3四种气体，把它们分别倒立于盛有下列各种流体的水槽中，发生的现象如下图所示，其中充满NH3的试管是（ ）
A B C D
3.下列各组气体在常温下，极易发生非氧化还原反应而不能共存的是 ( )
A.氧气和二氧化硫 B.一氧化氮和氧气
C.氨气和氯化氢 D.氯气和二氧化硫
4.下列各种氮肥的主要成分中，含氮量最多的是 （ ）
A.NH4Cl B.(NH4)2SO4 C.NH4HCO3 D.CO(NH2)2（尿素）
5.限用一种试剂, 经过一次性实验就能鉴别下列四种溶液：Na2CO3、(NH4)2SO4、NH4Cl、KNO3, 应选用： （ ）
A. AgNO3溶液 B.NaOH溶液
C.Ba(OH)2溶液 D.盐酸
6.下列离子方程式错误的是 （ ）
A.氨气通入稀硫酸 NH3+H＋=NH4＋
B.稀氢氧化钠溶液和氯化铵溶液混合 NH4＋+OH-=NH3·H2O
C.碳酸氢铵和浓氢氧化钠溶液混合 NH4＋+OH-=NH3↑+H2O
D.Cl2和水反应 Cl2+H2O=H＋+Cl-+HClO
7.气体X可能由NH3、Cl2、HBr、CO2中的一种或几种组成。已知：X通入AgNO3溶液时产生淡黄色沉淀，该沉淀不溶于稀硝酸；若将X通入澄清石灰水，却不见沉淀产生。则有关X的成分，下列说法正确的是 ( )
一定有HBr,可能有CO2 ②一定不含CO2 ③一定不含NH3、Cl2
④ 可能含CO2、Cl2
A.只有① B.只有③ C.①和③ D.②和③
8.试管中盛有少量白色固体，可能是铵盐，检验的方法是 （ ）
A．加水，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
B．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
C．加氢氧化钠溶液，加热，用蘸有浓硫酸的玻璃棒靠近瓶口
D．加氢氧化钠溶液，滴入紫色石蕊试剂
9.如图所示：烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻震荡烧瓶，然后打开弹簧夹，烧杯中的液体呈喷泉状喷出，则a、b不可能是 ( )
A.a为HCl，b为H2O
B.a为CO2，b为浓NaOH溶液
C.a为Cl2，b为饱和NaCl溶液
D.a为NH3，b为浓NH4Cl溶液
10.把含硫酸铵和硝酸铵的混合液a L分成两等份。一份加入bmol NaOH并加热，恰好把NH3全部赶出；另一份需消耗cmol BaCl2沉淀反应恰好完全，则原溶液中NO3- 的浓度为 （ ）
A. B. C. D.
二、填空题
11.解释下列有关实验现象，并写出有关化学方程式：
（1）取少量的氯化铵晶体，放入试管中，在酒精灯火焰上微热，试管中出现白烟，试管口附近有“白霜”。
（2）向氨水中滴几滴酚酞试液，溶液变红色：
（3）一瓶无色气体打开瓶盖后，瓶口呈现出红棕色：
12.欲同时施用N、P、K三种化肥，下列组合中最适当的是：
①K2CO3 ②KCl ③Ca(H2PO4)2 ④NH3·H2O ⑤(NH4)2Cl
13.某气体可能含有CO、CO2、NH3、HCl、H2和H2O(g)中的一种或几种，当依次通过澄清石灰水(无浑浊现象)、Ba(OH)2(有浑浊现象)、浓硫酸、灼热的CuO(变红)和无水CuSO4(变蓝)时，则可断定该混合物中一定有__________，可能有_________，一定没有_________。
14. NH3与水反应的化学方程式：
氨水中所含微粒有： 、 、 、 、 、______。
15.某种白色晶体A与盐酸反应，产生无刺激性气味、可使澄清石灰水变浑浊的气体B，若在A的水溶液中加氢氧化钡溶液，并稍微加热，则析出白色沉淀C和无色气体D，D可使湿润的红色石蕊试纸变蓝；加热固体A可生成水、B和D，而且B和D的物质的量之比为1：1。根据以上事实，写出化学式：A是 ，B是 ，C是 ，D是 。加热固体A发生反应的化学方程式为 。
参考答案
1.B 2.A 3.C 4.D 5.C 6.C 7.C 8.B 9.C 10.A
11.（1）NH4Cl = NH3 ↑+ HCl↑, NH3+HCl = NH4Cl
（2）NH3· H2O NH4+ ＋OH— ，OH—使滴入酚酞的溶液变红色
（3）2NO+O2＝2NO2 ，NO2为红棕色气体
12.②③⑤ 13.HCl、CO2 、H2； CO、H2O；NH3
14. NH3+H2ONH3·H2O； NH3、H2O、NH3·H2O 、NH4+、OH-、H+
15. A是NH4HCO3；B是CO2；C是BaCO3；D是NH3。加热固体A发生反应的化学方程式为NH4HCO3= NH3↑+ H2O+ CO2↑。
