氨气的结构与性质

文/陈宇航

氨气的结构与性质

一、氨气的结构与性质

1、分子结构

分子式结构式电子式
空间构型
$\ce{NH3}$$\overset{\displaystyle{}{\rm H}}{{\overset{|}{{\ce{H-N-H}}}}}$$\overset{\displaystyle{}{\rm H}}{\underset{\displaystyle{}··\ }{\overset{\displaystyle{}··\ }{{\ce{H∶N∶H}}}}}$三角锥形

2、物理性质

氨气是无色、有刺激性气味的气体,密度比空气小,极易溶于水,易液化。

3、化学性质

(1)与水反应

氨溶于水,大部分$\ce{NH3}$与$\ce{H2O}$结合成$\ce{NH3·H2 O}$。

$\ce{NH3 +H2O}$$\ce{<=>}$$\ce{NH3·H2O}$(一水合氨)

(2)与氧气反应

燃烧:$\ce{4NH3 +3O2}$$\xlongequal{\displaystyle{}点燃}$$\ce{2N2 +6H2O}$(纯氧中燃烧)

催化氧化:$\ce{4NH3 +5O2}$$\xlongequal[\displaystyle{}△]{\displaystyle{}催化剂}$$\ce{4NO +6H2O}$(工业制硝酸的基础)

(3)与酸反应

$\ce{NH3 +HCl\xlongequal[]{\quad}NH4Cl}$

$\ce{2NH3(过量) +H2SO4\xlongequal[]\quad(NH4)2SO4}$

$\ce{NH3(少量) +H2SO4\xlongequal[]{\quad}NH4HSO4}$

(4)与$\ce{Cl2}$反应

$\ce{2NH3(少量) +3Cl2\xlongequal[]{\quad}N2 +6HCl}$

$\ce{8NH3(过量) +3Cl2\xlongequal[]{\quad}N2 +6NH4Cl}$(白烟)

此反应用于检验输送$\ce{Cl2}$的管道是否泄漏。

4、用途:用于生产尿素、纯碱、铵态氮肥以及硝酸,氨还可以用作制冷剂以及有机合成工业生产中生产合成纤维、塑料、染料等。

5、实验室制法

(1)反应原理:$\ce{2NH4Cl +Ca(OH)2}$$\xlongequal[]{\displaystyle{}△}$$\ce{CaCl2 +2NH3↑+2H2O}$

(2)实验仪器、装置:固体+固体加热制气体装置。包括试管、酒精灯、铁架台(带铁夹)等。

(3)收集方法:由于氨极易溶于水,密度比空气小,所以只能用向下排空气法收集。

(4)干燥:通常使用碱石灰干燥,不能使用$\ce{P2O5}$或浓$\ce{H2SO4}$干燥,也不能用无水$\ce{CaCl2}$干燥。

(5)验满方法:将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色;将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有白烟产生。

二、氨气的相关例题

下列说法中正确的是___

A.氨水的密度比水的密度小,且浓度越大,密度越大

B.氨气是无色无味的气体

C.可用向上排空气法收集氨气

D.氨气溶于水所得的溶液可使酚酞试液变为红色

答案:D

解析:氨水的密度比水的密度小,且浓度越大,密度越小,A错误;氨气是有强烈刺激性气味的气体,B错误;氨气的密度比空气的密度小,应用向下排空气法收集,C错误;氨气溶于水形成$\ce{NH3·H2O}$,$\ce{NH3·H2O}$发生电离$\ce{NH3·H2O}$$\ce{<=>}$$\ce{NH+4 +OH-}$,溶液显碱性,可使酚酞试液变为红色,D正确。