师：同学们好，今天我们一起来学习第四章第四节第一课时。这是本节课要达成的学习目标。首先，要给大家介绍氨背后伟大的三位男人。第一位是哈伯，他在1918年获得诺贝尔化学奖，因为他利用空气中的氮气和氢气，在催化剂、高温高压的条件下合成了氨气，这个反应是可逆反应。第二位伟大的男人是博施，他改进了哈伯的方法，实现了合成氨的工业化生产，由此获得1931年的诺贝尔化学奖。第三位伟大的男人是艾特尔，他发现了哈伯 - 博施合成氨的作用机理，获得2007年的诺贝尔化学奖。近100年有三位科学家都在合成氨领域获得诺贝尔化学奖，为何这样简单一个反应能三次获此殊荣呢？这是因为氮元素是一切动植物生命生长所必需的营养元素。虽然空气中氮气含量较多，但绝大多数生物只能吸收氮的化合物，所以合成氨是人类发展史上的一项重大突破，解决了因粮食不足导致的饥饿和死亡问题。
我们把哈伯利用空气中的氮气转化成氮的化合物的过程，称为氮的固定。氮的固定分为自然固氮和人工固氮，人工固氮指的就是哈伯发明的方法。自然固氮包括生物里学过的豆科植物根瘤菌的固氮，以及我们上个星期学习氮的氧化物时知道的，在打雷放电条件下，空气中氮气和氧气反应生成一氧化氮。接下来，我们重点学习今天的主角——氨气的性质。首先通过一个实验来认识氨气。
大家看这套实验装置，从上而下有一个充满氨气的干燥圆底烧瓶、一根吸有水的胶头滴管以及一根玻璃导管，中间有一段橡胶管连接着一个止水夹，下端有一杯含酚酞的水溶液。下面我们来看具体的操作和现象。
从刚才的实验视频中看到了这样的变化，现在请同学们跟老师一起来分析喷泉形成的原理。第一步操作是挤压胶头滴管，使胶头滴管内的水进入圆底烧瓶，圆底烧瓶中的氨气会溶于水，这时烧瓶内气压下降，烧瓶内外出现压强差。打开止水夹后，烧杯内的水就会喷入圆底烧瓶，形成喷泉现象。从实验视频可知，水喷入速度快，说明烧瓶内外压强差大，原因是瓶内大量氨气溶于少量的水，导致较大压强差。这说明氨气是一种极易溶于水的气体，具体来说，一体积的水大约可溶解700体积的氨气。描述气体物理性质，除了从水溶性角度，还可以从颜色、气味、密度等角度。提到氨气，大家可能想到它有臭味，但实际上我们把氨气描述为一种无色、有强烈刺激性气味的气体，它会刺激我们的黏膜细胞，比如刺激眼部黏膜细胞，会让我们有辣眼睛的感觉。关于密度，计算相对分子质量可知氨气密度比空气小。结合其密度和水溶性，只能采用向下排空气法收集氨气。刚才视频中，从烧杯喷入圆底烧瓶的水溶液变红，说明氨气溶于水过程中还会和水反应。具体反应是氨气和水反应生成一水合氨，这是个可逆反应。一水合氨是一种弱碱，在水溶液中会电离生成铵根离子和氢氧根离子。接下来请同学们跟老师分析一下氨水中含有哪些微观粒子。这两个反应都是可逆反应，可逆反应是指在同一条件下，既能正向进行，又能逆向进行的反应，所以反应物和生成物在同一体系中同时存在。根据第一个反应，体系中有氨气分子、水分子和生成的一水合氨分子。根据第二个反应，体系中有水分子、氨分子、铵根离子和氢氧根离子，而且任何水溶液中氢氧根离子和氢离子都同时存在，所以氨水中含有6种粒子。
这是氮的价类二维图，横坐标是类别，从类别看，氨气属于氢化物。之前学过的非金属氢化物，如氯化氢、硫化氢，溶于水呈酸性，那氨气溶于水也是酸性吗？通过前面的喷泉实验，我们知道氨气溶于水呈碱性，所以它是碱性气体。请同学们大胆预测一下，它能跟哪些物质反应？很明显，碱性气体肯定能和酸反应。我们通过一个视频来看氨气怎么和酸反应，这个实验叫魔棒点烟实验。
从视频中可以看到，浓氨水挥发出来的氨气与浓盐酸挥发出来的氯化氢气体结合形成白烟氯化铵。如果把浓盐酸换成浓硝酸，同样能看到白烟。但如果把浓盐酸换成浓硫酸，注意这里看不到白烟，因为浓硫酸不具有挥发性，所以不能和氨气做魔棒点烟实验。不过把氨气通入浓硫酸，还是可以生成硫酸铵。
再回到价类二维图，纵坐标是化合价，氨气中氮显 - 3价，说明氨气具有还原性，能和氧气反应。比如氨气和氧气在催化剂、加热条件下反应，氨气被氧气氧化生成一氧化氮，氧气被氨气还原成 - 2价的水。利用化合价配平方程式，氨中氮从 - 3价变为 + 2价，升高5价；氧气从0价降到 - 2价，降低4价，所以这里配4和5，再根据元素守恒配四六，总的配平是4、5、4、6。学习元素化合物知识重在积累，下面请同学们跟老师小结一下氨气的性质。首先是氨气的物理性质，氨气是一种无色、有刺激性气味、密度比空气小且极易溶于水的气体。氨气的化学性质有三点：第一，氨气溶于水时和水反应生成氨水，氨水中含有6种微观粒子；第二，氨气是碱性气体，能和酸反应生成铵盐；第三，氨气具有还原性，能和氧气发生催化氧化。物质的性质决定用途，下面我们了解一下氨气的用途。液氮在常温下极易汽化，汽化过程中吸收大量热，使周围环境温度降低，所以液氮常用来做制冷剂。氨气还可用来生产氨态氮肥，更重要的是可用来制硝酸，这是工业制硝酸的完整步骤，涉及四个化学方程式，这四个方程式是本节课和上节课的共同重点，下面老师带同学们写一下这四个方程式。