化学：4.4.1《氨》课件(新人教版必修1)

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第四节 氨 硝酸 硫酸(一) 硫酸(

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大气中N 大气中N2

尿素及动 植物遗体

NO3

-

NO3-

氮素化肥 氮素化肥

NH3 土壤中的微生物

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氮元素是一切动植物的生长都 需要的营养元素。 需要的营养元素。大气中含有大量的 氮气，但是不能被多数生物直接吸收， 氮气，但是不能被多数生物直接吸收， 多数生物只能吸收含氮元素的化合物。 多数生物只能吸收含氮元素的化合物。

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氮的固定( 氮的固定(fixation of nitrogen): ) 将空气中游离的氮转变为 将空气中 游离的氮转变为氮的化合物 游离的氮 转变为氮的化合物 的方法叫做氮的固定。 的方法叫做氮的固定。 豆科植物根瘤菌固氮 根瘤菌固氮； 豆科植物根瘤菌固氮； 氮 自然固氮 自然固氮 的 打雷放电条件下固氮 条件下固氮。 打雷放电条件下固氮。 固 定 人工固氮： 固氮： 合成氨 人工固氮

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一、氨(NH3):(ammonia) : 合成氨是人类发展史上的 一项重大突破， 一项重大突破 ， 解决了因 粮食不足而导致的饥饿和 死亡问题。 死亡问题。

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对合成氨研究有贡献的三位科学家 哈伯( 哈伯(1868—1934), , 德国化学家, 德国化学家,合成 氨工业的奠基人。 氨工业的奠基人。 1918年哈伯由于对 年哈伯由于对 合成氨研究作出过 重大贡献， 重大贡献，而获诺 贝尔化学奖。 贝尔化学奖。

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1900年 1900年，法国化学家勒沙特列在研究平 衡移动原理的基础上通过计算，认为N 衡移动原理的基础上通过计算，认为N2、 在高压条件下可以直接化合生成氨， H2在高压条件下可以直接化合生成氨， 接着，他用实验来验证。 接着，他用实验来验证。但在实验过程 中发生了爆炸， 中发生了爆炸，他也没有调查事故发生 的原因，而是觉得这个实验有危险， 的原因，而是觉得这个实验有危险，于 是放弃了研究。 是放弃了研究。勒沙特列的合成氨实验 就这样夭折了。 就这样夭折了。

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后来查明是由于他所用混合气体中含有 O2,实验中 2和O2化合发生了爆炸。 实验中H 化合发生了爆炸。 稍后，德国化学家耐斯特通过理 稍后，德国化学家耐斯特通过理 论计算， 认为合成氨是不可能的。 论计算 ， 认为合成氨是不可能的 。 因 此人工合成氨的研究又一次止步。 此人工合成氨的研究又一次止步 。 后 来才发现， 来才发现 ， 是能斯特计算时误用了一 个热力学数据，以至得到错误结论。 个热力学数据，以至得到错误结论。

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在合成氨研究屡屡受挫的情况下， 在合成氨研究屡屡受挫的情况下，德 知难而进， 国另一位化学家哈伯知难而进，对合成 氨进行了全面系统地研究和实验， 氨进行了全面系统地研究和实验，终于 1908年 月在实验

室里用N 600℃、 在1908年7月在实验室里用N2和H2在600℃、 200个大气压下合成氨 产率虽只有2% 个大气压下合成氨， 2%, 200个大气压下合成氨，产率虽只有2%, 但却是科学上的一项重大突破。 但却是科学上的一项重大突破。

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当哈伯的合成氨工艺流程公众于世后， 当哈伯的合成氨工艺流程公众于世后，立即引 起了德国当时的统治者们的注意， 起了德国当时的统治者们的注意，德国统治者 为了达到吞并欧洲称霸世界的野心，同时也利 为了达到吞并欧洲称霸世界的野心， 用哈伯想成为百万富翁的贪婪心理， 用哈伯想成为百万富翁的贪婪心理，请哈伯出 任德国威廉研究所所长，继续他的研究。 任德国威廉研究所所长，继续他的研究。从 1911年到1913年短短两年时间内 年到1913年短短两年时间内， 1911年到1913年短短两年时间内，哈伯不仅提 高了合成氨的产率，而且合成了1000 液氨， 1000吨 高了合成氨的产率，而且合成了1000吨液氨， 并且用它制造出3500吨烈性炸药TNT 3500吨烈性炸药TNT。 并且用它制造出3500吨烈性炸药TNT。

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到了1913年第一次世界大战时， 到了1913年第一次世界大战时， 1913年第一次世界大战时 哈伯已为德国建成了无数个大大小小 的合成氨工厂， 的合成氨工厂，为侵略者制造了数百 万吨炸药， 万吨炸药，从而导致并蔓延了这场秧 祸全球的世界大战， 祸全球的世界大战，这也是第一次世 界大战德国为什么能坚持这么久的谜 底。

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当事实真相大白于天下时， 当事实真相大白于天下时 ， 哈伯受到了各国科学家的猛烈抨 尤其是当他获得1918 1918年诺贝 击 ， 尤其是当他获得 1918 年诺贝 尔化学奖时， 尔化学奖时 ， 更激起了世界人民 的愤怒。 的愤怒。 人工合成氨实验的成功令人欢 心鼓舞， 它对工农业生产、 心鼓舞 ， 它对工农业生产 、 国防 科技的重大意义是不言而喻的。 科技的重大意义是不言而喻的 。 但三位科学家留给后人的思考也 是深刻的—科学必须造福于民 科学必须造福于民！ 是深刻的 科学必须造福于民！

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1、氨气制法： 氨气制法： 1)工业制法: 工业制法:高温、 高温、高压

N2+3H2

催化剂

2NH3

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2)氨气的实验室制法： 氨气的实验室制法： (1)原料： (1)原料：用NH4Cl与Ca(OH)2混 Cl与 原料 和 加热制得 (2)原理： (2)原理 原理： 2NH4Cl+Ca(OH)2 == CaCl2+2NH3↑+2H2O

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(3)制取装置： 制取装置： 固固加热装置 (4)收集装置： 收集装置： (5)验满： 验满： ⑹环保措施: 环保措施: ⑺干燥装置 棉花的作用： 棉花的作用： 防止空气对流

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实验：一支干燥的充满 一支干燥的充满NH3的圆 充满NH 底烧瓶， 底烧瓶，用带有玻璃管和 滴管(

滴管预先吸入水) 滴管(滴管预先吸入水)的 塞子塞紧瓶口。 塞子塞紧瓶口。 倒置烧瓶， 倒置烧瓶，使玻璃管插入 盛有水的烧杯里( 盛有水的烧杯里(水中滴有 酚酞溶液) 酚酞溶液)。NH3 水

酚酞