氨气的结构与性质

一、氨气的结构与性质

1、分子结构

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$\mathrm{NH}{\phantom{A}}_3$与$\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$结合成$\mathrm{NH}{\phantom{A}}_3\cdot \mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$。

$\mathrm{NH}{\phantom{A}}_3+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$$\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}$$\mathrm{NH}{\phantom{A}}_3\cdot \mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$（一水合氨）

（2）与氧气反应

燃烧：$4\mathrm{NH}{\phantom{A}}_3+3\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$$\stackrel{{\displaystyle \mathrm{点}\mathrm{燃}}}{=}$$2\mathrm{N}{\phantom{A}}_2+6\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$（纯氧中燃烧）

催化氧化：$4\mathrm{NH}{\phantom{A}}_3+5\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$$\underset{{\displaystyle △}}{\overset{{\displaystyle \mathrm{催}\mathrm{化}\mathrm{剂}}}{=}}$$4\mathrm{NO}+6\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$（工业制硝酸的基础）

（3）与酸反应

$\mathrm{NH}{\phantom{A}}_3+\mathrm{HCl}\stackrel{}{=}\mathrm{NH}{\phantom{A}}_4\mathrm{Cl}$

$2\mathrm{NH}{\phantom{A}}_3(\mathrm{过}\mathrm{量})+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{SO}{\phantom{A}}_4\stackrel{}{=}(\mathrm{NH}{\phantom{A}}_4){\phantom{A}}_2\mathrm{SO}{\phantom{A}}_4$

$\mathrm{NH}{\phantom{A}}_3(\mathrm{少}\mathrm{量})+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{SO}{\phantom{A}}_4\stackrel{}{=}\mathrm{NH}{\phantom{A}}_4\mathrm{HSO}{\phantom{A}}_4$

（4）与$\mathrm{Cl}{\phantom{A}}_2$反应

$2\mathrm{NH}{\phantom{A}}_3(\mathrm{少}\mathrm{量})+3\mathrm{Cl}{\phantom{A}}_2\stackrel{}{=}\mathrm{N}{\phantom{A}}_2+6\mathrm{HCl}$

$8\mathrm{NH}{\phantom{A}}_3(\mathrm{过}\mathrm{量})+3\mathrm{Cl}{\phantom{A}}_2\stackrel{}{=}\mathrm{N}{\phantom{A}}_2+6\mathrm{NH}{\phantom{A}}_4\mathrm{Cl}$（白烟）

此反应用于检验输送$\mathrm{Cl}{\phantom{A}}_2$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：$2\mathrm{NH}{\phantom{A}}_4\mathrm{Cl}+\mathrm{Ca}(\mathrm{OH}){\phantom{A}}_2$$\stackrel{{\displaystyle △}}{=}$$\mathrm{CaCl}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{NH}{\phantom{A}}_3\uparrow +2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

（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$\mathrm{P}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_5$或浓$\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{SO}{\phantom{A}}_4$干燥，也不能用无水$\mathrm{CaCl}{\phantom{A}}_2$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$\mathrm{NH}{\phantom{A}}_3\cdot \mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$，$\mathrm{NH}{\phantom{A}}_3\cdot \mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$发生电离$\mathrm{NH}{\phantom{A}}_3\cdot \mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$$\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}$$\mathrm{NH}{\phantom{A}}_4^{+}+\mathrm{OH}{\phantom{A}}^{-}$，溶液显碱性，可使酚酞试液变为红色，D正确。

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