氨气资料

一、氨的分子结构 一、氨的分子结构 氮原子有5个价电子，其中有3个未成对，当它与氢原子化合时，每个氮原子可以和3个氢原子通过极性共价键结合成氨分子，氨分子里的氮原子还有一个孤对电子。 氨分子的空间结构是三角锥形，三个氢原子处于锥底，氮原子处在锥顶。每两个N—H键之间夹角为107°18’，因此，氨分子属于极性分子。                   H                                    H                   ..                                     | 电子式:   H:N:H                结构式:  H-N-H                   .. 二、氨的性质 化学式 NH3 1、物理性质 相对分子质量 17.031 氨气在状况下的密度为0.7081g/L    氨气极易溶于水，溶解度1：700 2、化学性质 (1)跟水反应 氨溶于水时，氨分子跟水分子通过*氢键结合成一水合氨(NH3•H2O)，一水合氨能小部分电离成铵离子和氢氧根离子，所以氨水显弱碱性，能使酚酞溶液变红色。氨在水中的反应可示为： 一水合氨不稳定受热分解生成氨和水 氨水中存在三分子、三离子、三平衡 分子：NH3、NH3•H2O、H2O； 离子：NH4+、OH-、H+； 三平衡：NH3+H2O NH3•H2O NH4++OH- H2O H++OH- 氨水在中学化学实验中三应用 ①用蘸有浓氨水的玻璃棒检验HCl等气体的存在；②实验室用它与铝盐溶液反应制氢氧化铝；③配制银氨溶液检验有机物分子中醛基的存在。 (2)跟酸反应 2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4 3NH3+H3PO4===(NH4)3PO4 NH3+CO2+H2O===NH4HCO3 （反应实质是氨分子中氮原子的孤对电子跟溶液里具有空轨道的氢离子通过配位键而结合成离子晶体。若在水溶液中反应，离子方程式为： 8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl (黄绿色褪去，产生白烟) 反应实质：2NH3+3Cl2===N2+6HCl NH3+HCl===NH4Cl 总反应式：8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl 三、氨的制法 1.工业制法：工业上氨是以哈伯法通过N2和H2在高温高压和催化剂存在下直接化合而制成： 工业上制氨气                       高温高压 N2(g)+3H2(g)========2NH3(g)（可逆反应）                        催化剂      △rHθ =-92.4kJ/mol 2. 实验室制备:     实验室，氨常用铵盐与碱作用或利用氮化物易水解的特性制备：                                        △         2NH4Cl + Ca(OH)2===2NH3↑+ CaCl2 + 2H2O↑         Li3N + 3H2O === LiOH + NH3↑ 四、铵盐 铵盐是氨与酸作用得到铵盐，铵盐是由铵离子(NH4+)和酸根离子组成的化合物。一般为无色晶体，易溶于水，是强电解质。从结构来看，NH4+离子和Na+离子是等电子体。NH4+离子的半径比Na+离子的大，而且接近于K+离子，一般铵盐的性质也类似于钾盐，如溶解度，一般易溶，易成矾。铵盐和钾盐是同晶型等，在化合物分类中常把铵盐和碱金属盐归为一类。铵盐的化学性质：①有一定程度的水解。因为氨是弱碱，铵盐是弱碱强酸盐或弱碱弱酸盐，前者水解后溶液显酸性： NH4++H2O== NH3•H2O+H+ ②受热分解，所有的铵盐加热后都能分解，其分解产物与对应的酸以及加热的温度有关。分解产物一般为氨和相应的酸。如果酸具有氧化性，则在加热条件下，氧化性酸和产物氨将进一步反应，使NH3氧化为N2或其氧化物： 人 碳酸氢铵最易分解，分解温度为30℃： 氯化铵受热分解成氨气和氯化氢。这两种气体在冷处相遇又可化合成氯化铵。这不是氯化铵的升华，而是它在不同条件下的两种化学反应： 硝酸铵受热分解的产物随温度的不同而不同。加热温度较低时，分解生成硝酸和氨气： 温度再高时，产物又有不同；在更高的温度或撞击时还会因分解产物都呈气体而爆炸。 硫酸铵要在较高的温度才分解成NH3和相应的硫酸、磷酸。强热时，还伴随有氨被硫酸氧化的副反应，所以产物就比较复杂。 ③跟碱反应放出氨气 实验室里就是利用此反应来制取氨，同时也利用这个性质来检验铵离子的存在。铵盐在工农业生产上有重要用途，大量的铵盐用作氮肥，如NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4NO3等。NH4NO3还是某些炸药的成分，NH4Cl用于制备干电池和染料工业，它也用于金属的焊接上，以除去金属表面的氧化物薄层。 五、人工固氮和天然固氮 1、人工固氮 工业上通常用H2和N2 在催化剂、高温、高压下合成氨 最近，两位希腊化学家，位于Thessaloniki的阿里斯多德大学的George Marnellos和MichaelStoukides发明了一种合成氨的新方法(Science，2Oct．1998，P98)。在常压下，令氢与用氦稀释的氮分别通入一加热到570℃的以锶-铈-钇-钙钛矿多孔陶瓷(SCY)为固体电解质的电解池中，用覆盖在固体电解质内外表面的多孔钯多晶薄膜的催化，转化为氨，转化率达到78％；对比：几近一个世纪的哈伯法合成氨工艺通常转化率为10至15％！他们用在线气相色谱检测进出电解池的气体，用HCl吸收氨引起的pH变化估算氨的产率，证实提高氮的分压对提高转化率无效；升高电流和温度虽提高质子在SCY中的传递速度却因SCY导电率受温度限制，升温反而加速氨的分解。 2、天然固氮 闪电能使空气里的氮气转化为一氧化氮，一次闪电能生成80～1500kg的一氧化氮。这也是一种自然固氮。自然固氮远远满足不了农业生产的需求。 豆科植物中寄生有根瘤菌，它含有氮酶，能使空气里的氮气转化为氨，再进一步转化为氮的化合物。固氮酶的作用可以简述如下： 除豆科植物的根瘤菌外，还有牧草和其他禾科作物根部的固氮螺旋杆菌、一些原核低等植物——固氮蓝藻、自生固氮菌体内都含有固氮酶，这些酶有固氮作用。这一类属自然固氮的生物固氮。 六、注意事项 氨气吸入人体，少部分为二氧化碳说中和，余下的进入血液，主要与血红蛋白结合，破坏血液运氧功能。 短期内吸入大量氨气后会出现流泪、咽痛、咳嗽、胸闷、呼吸困难、头晕、呕吐、乏力等。若吸入的氨气过多，导致血液中氨浓度过高，就会通过三叉神经末梢的反射作用而引起心脏的停搏和呼吸停止，危及生命。 室内空气中氨气主要来自建筑施工中使用的混泥土添加剂。添加剂中含有大量氨内物质，在墙体中随着温度、湿度等环境因素的变化而还原成氨气释放出来。