編輯本段氨氣

　　化學(xué)式： NH3 　　英文名：Ammonia

編輯本段一、氨的分子結(jié)構(gòu)

　　 氮原子有5個價電子，其中有3個未成對，當它與氫原子化合時，每個氮原子可以和3個氫原子通過極性共價鍵結(jié)合成氨分子，氨分子里的氮原子還有一個孤對電子。 　　氨分子的空間結(jié)構(gòu)是三角錐形，三個氫原子處于錐底，氮原子處在錐頂。每兩個N—H鍵之間夾角為107°18’，因此，氨分子屬于極性分子 　　結(jié)構(gòu)電子式 物理性質(zhì)　相對分子質(zhì)量 17.031 　　氨氣在標準狀況下的密度為0.7081g/L 　　氨氣極易溶于水，溶解度1：700 　　臨界點：133攝氏度，11.3Atm 　　無色有刺激性惡臭的氣體;蒸汽壓 506.62kPa(4.7℃);熔點 -77.7℃;沸點-33.5℃;溶解性：極易溶于水，相對密度(水=1)0.82(-79℃);相對密度(空氣=1)0.6;穩(wěn)定性：穩(wěn)定;危險標記 6(有毒氣體);主要用途：用作致冷劑及制取銨鹽和氮肥 　　

1	名稱	氨
2	化學(xué)式	NH3
3	CAS 注冊號	7664-41-7
4	相對分子質(zhì)量	17.031
5	熔點	195.41K,-77.74℃,-107.93oF
6	沸點，101.325kPa(1atm)	239.72K,-33.43℃,-28.17oF
7	臨界溫度	405.65K,-132.5℃,-270.5oF
8	臨界壓力	11.3mPa,112.78bar,111.3atm,1635.74psia
9	臨界體積	72.47cm3/mol
10	臨界密度	0.235g/cm3
11	臨界壓縮系數(shù)	0.242
12	偏心因子	0.252
13	液體刻密度 ,25℃時	0.602g/cm3
14	液體熱膨脹系數(shù) ,25℃時	0.0025 1/℃
15	表面張力 ,25℃時	19.75×10-3 N/m,19.75dyn/cm
16	氣體密度 ,101.325 kPa(atm)和70 oF(21.1℃)時	0.705kg/m3 ,0.0440 lb/ft3
17	氣體相對密度，101.325 kPa(1atm)和70oF時(空氣=1)	0.588
18	汽化熱 , 沸點下	1336.97kj/kg,574.9BTU/1b
19	熔化熱 , 熔點下	332.16kj/kg,142.83BTU/1b
20	氣體定壓比熱容 cp,25℃時	2.112kj/(kg? k),0.505BTU/(1b·R)
21	氣體定容比熱容 cp,25℃時	1.624kj/(kg? k),0.388BTU/(1b·R)
22	氣體比熱容比 , cp/cv	1.301
23	液體比熱容 ,25℃時	4.708kj/(kg?k ),1.125BTU/(1b·R )
24	因體比熱容 ,-103℃時	2.189kj/(kg?k ),0.523BTU/(1b·R )
25	氣體摩爾熵 ,25℃時	192.67j/(mol?k )
26	氣體摩爾生成熵，25℃時	-98.94j/(mol?k )
27	氣體摩爾生成焓 ,25℃時	-45.9kj/mol
28	氣體摩爾吉布斯生成能 ,25℃時	-16.4kj/mol
29	溶解度參數(shù)	29.217(j/cm3 )0.5
30	液體摩爾體積	24.993cm3 /mol
31	在水中的溶解度 ,25 ℃時	全溶
32	辛醇 -水分配系數(shù) ,lgKow	---
33	在水中的亨利定律常數(shù) ,25 ℃時	---
34	氣體黏度 ,25℃時	101.15×10-7Pa ?s,101.15μP
35	液體黏度 ,25℃時	0.135mPa ?s,0.082cp
36	氣體熱導(dǎo)率 ,25℃時	0.02466W/(m ? k)
37	液體熱導(dǎo)率 ,25℃時	0.5024W/(m ? k)
38	空氣中爆炸低限含量	16.1%( φ )
39	空氣中爆炸高限含量	25%( φ )
40	閃點	---
41	自燃點	651.1℃,1204oF
42	燃燒熱 ,25℃(77oF)氣態(tài)時	18603.1kj/kg,7999.3BTU/1b
43	美國政府工業(yè)衛(wèi)生工作者會議 (ACGIH) 閾值濃度	25×10-6(φ )
44	美國職業(yè)安全與衛(wèi)生管理局 (OSHA) 允許濃度值	50×10-6(φ )
45	美國國立職業(yè)安全與衛(wèi)生研究所 (NIOSH) 推薦濃度值	25×10-6(φ )

編輯本段二、化學(xué)性質(zhì)

（1）跟水反應(yīng)

　　氨在水中的反應(yīng)可表示為：NH3+H2O=NH3·H2O 　　一水合氨不穩(wěn)定受熱分解生成氨和水 　　氨水中存在三分子、三離子、三平衡 　　分子：NH3、NH3·H2O、H2O； 　　離子：NH4+、OH-、H+； 　　三平衡：NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH- 　　H2O H++OH- 　　氨水在中學(xué)化學(xué)實驗中三應(yīng)用 　　①用蘸有濃氨水的玻璃棒檢驗HCl等氣體的存在 　?、趯嶒炇矣盟c鋁鹽溶液反應(yīng)制氫氧化鋁 　?、叟渲沏y氨溶液檢驗有機物分子中醛基的存在。

（2）跟酸反應(yīng)

　　NH3+H2SO4===NH4HSO4 　　NH3+HCl===NH4Cl 　　3NH3+H3PO4===(NH4)3PO4 　　NH3+CO2+H2O===NH4HCO3 　?。ǚ磻?yīng)實質(zhì)是氨分子中氮原子的孤對電子跟溶液里具有空軌道的氫離子通過配位鍵而結(jié)合成離子晶體。若在水溶液中反應(yīng)，離子方程式為： 　　8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl 　　(黃綠色褪去，產(chǎn)生白煙) 　　反應(yīng)實質(zhì)：2NH3+3Cl2===N2+6HCl 　　NH3+HCl===NH4Cl 　　總反應(yīng)式：8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl

（3）在純氧中燃燒

　　4NH3+3O2==點燃==2N2+6H2O

（4）與碳的反應(yīng)

　　NH3+C=加熱=HCN+H2↑(劇毒氰化氫)

（5）液氨的自偶電離

　　液氨的自偶電離為： 　　2NH3==（可逆）NH2- + NH4+ K=1.9×10^-30(223K)

（6）取代反應(yīng)（氨解反應(yīng)）

　　取代反應(yīng)的一種形式是氨分子中的氫被其他原子或基團所取代，生成一系列氨的衍生物。另一種形式是氨以它的氨基或亞氨基取代其他化合物中的原子或基團，例如； 　　COCl2+4NH3==CO（NH2）2+2NH4Cl 　　HgCl2+2NH3==Hg（NH2）Cl+NH4Cl 　　這種反應(yīng)與水解反應(yīng)相類似，實際上是氨參與的復(fù)分解反應(yīng)，故稱為氨解反應(yīng)。

編輯本段三、氨的制法

1.工業(yè)制法

　　工業(yè)上氨是以哈伯法通過N2和H2在高溫高壓和催化劑存在下直接化合而制成： 　　工業(yè)上制氨氣 　　高溫高壓 　　N2+3H2==高溫高壓催化劑===2NH3（可逆反應(yīng)） 　　催化劑 　　△rHθ =-92.4kJ/mol

2. 實驗室制備

　　實驗室，氨常用銨鹽與堿作用或利用氮化物易水解的特性制備： 2NH4Cl（固態(tài)） + Ca(OH)2（固態(tài)）===2NH3↑+ CaCl2 + 2H2O 　　Li3N + 3H2O === 3LiOH + NH3↑ 　　(1)不能用NH4NO3跟Ca(OH)2反應(yīng)制氨氣

　　　硝酸銨受撞擊、加熱易爆炸，且產(chǎn)物與溫度有關(guān)，可能產(chǎn)生NH3、N2、N2O、NO 　　(2)實驗室制NH3不能用NaOH、KOH代替Ca(OH)2

　　　因為NaOH、KOH是強堿，具有吸濕性(潮解)易結(jié)塊，不易與銨鹽混合充分接觸反應(yīng)。又KOH、NaOH具有強腐蝕性在加熱情況下，對玻璃儀器有腐蝕作用，所以不用NaOH、KOH代替Ca(OH)2制NH3。 　　(3)用試管收集氨氣為什么要堵棉花

　　　因為NH3分子微粒直徑小，易與空氣發(fā)生對流，堵棉花目的是防止NH3與空氣對流，確保收集純凈。 　　(4)實驗室制NH3除水蒸氣為什么用堿石灰，而不采用濃H2SO4和固體CaCl2

　　　因為濃H2SO4與NH3反應(yīng)生成(NH4)2SO4 　　NH3與CaCl2反應(yīng)能生成CaCl2·8NH3（八氨合氯化鈣） 　　CaCl2+8NH3==CaCl2·8NH3 　　(5)實驗室快速制得氨氣的方法 　　用濃氨水加固體NaOH(或加熱濃氨水)

編輯本段四、銨鹽

　　銨鹽是氨與酸作用得到銨鹽，銨鹽是由銨根離子(NH4+)和酸根離子組成的化合物。一般為無色晶體，易溶于水，是強電解質(zhì)。從結(jié)構(gòu)來看，NH4+離子和Na+離子是等電子體。NH4+離子的半徑比Na+離子的大，而且接近于K+離子，一般銨鹽的性質(zhì)也類似于鉀鹽，如溶解度，一般易溶，易成礬。銨鹽和鉀鹽是同晶型等，在化合物分類中常把銨鹽和堿金屬鹽歸為一類。

1.水解

　　因為氨是弱堿，銨鹽是弱堿強酸鹽或弱堿弱酸鹽，前者水解后溶液顯酸性： 　　NH4++H2O== NH3?H2O+H+

2.受熱分解

　　所有的銨鹽加熱后都能分解，其分解產(chǎn)物與對應(yīng)的酸以及加熱的溫度有關(guān)。分解產(chǎn)物一般為氨和相應(yīng)的酸。如果酸具有氧化性，則在加熱條件下，氧化性酸和產(chǎn)物氨將進一步反應(yīng)，使NH3氧化為N2或其氧化物： 　　碳酸氫銨最易分解，分解溫度為30℃： 　　氯化銨受熱分解成氨氣和氯化氫。這兩種氣體在冷處相遇又可化合成氯化銨。這不是氯化銨的升華，而是它在不同條件下的兩種化學(xué)反應(yīng)： 　　硝酸銨受熱分解的產(chǎn)物隨溫度的不同而不同。加熱溫度較低時，分解生成硝酸和氨氣： 　　溫度再高時，產(chǎn)物又有不同；在更高的溫度或撞擊時還會因分解產(chǎn)物都呈氣體而爆炸。 　　硫酸銨要在較高的溫度才分解成NH3和相應(yīng)的硫酸。強熱時，還伴隨有氨被硫酸氧化的副反應(yīng)，所以產(chǎn)物就比較復(fù)雜。

3.跟堿反應(yīng)放出氨氣

　　實驗室里就是利用此反應(yīng)來制取氨，同時也利用這個性質(zhì)來檢驗銨離子的存在。銨鹽在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有重要用途，大量的銨鹽用作氮肥，如NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4NO3等。NH4NO3還是某些炸藥的成分，NH4Cl用于制備干電池和染料工業(yè)，它也用于金屬的焊接上，以除去金屬表面的氧化物薄層。

編輯本段五、人工固氮和天然固氮

1、人工固氮

　　工業(yè)上通常用H2和N2 在催化劑、高溫、高壓下合成氨 　　最近，兩位希臘化學(xué)家，位于Thessaloniki的阿里斯多德大學(xué)的George Marnellos和MichaelStoukides發(fā)明了一種合成氨的新方法(Science，2Oct．1998，P98)。在常壓下，令氫與用氦稀釋的氮分別通入一加熱到570℃的以鍶-鈰-釔-鈣鈦礦多孔陶瓷(SCY)為固體電解質(zhì)的電解池中，用覆蓋在固體電解質(zhì)內(nèi)外表面的多孔鈀多晶薄膜的催化，轉(zhuǎn)化為氨，轉(zhuǎn)化率達到78%；對比：幾近一個世紀的哈伯法合成氨工藝通常轉(zhuǎn)化率為10至15%！他們用在線氣相色譜檢測進出電解池的氣體，用HCl吸收氨引起的pH變化估算氨的產(chǎn)率，證實提高氮的分壓對提高轉(zhuǎn)化率無效；升高電流和溫度雖提高質(zhì)子在SCY中的傳遞速度卻因SCY導(dǎo)電率受溫度限制，升溫反而加速氨的分解。

2、天然固氮

　　①大氣固氮

　　　閃電能使空氣里的氮氣轉(zhuǎn)化為一氧化氮，一次閃電能生成80～1500kg的一氧化氮。這也是一種自然固氮。自然固氮遠遠滿足不了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。 　　②生物固氮

　　　豆科植物中寄生有根瘤菌，它含有氮酶，能使空氣里的氮氣轉(zhuǎn)化為氨，再進一步轉(zhuǎn)化為氮的化合物。固氮酶的作用可以簡述如下： 　　除豆科植物的根瘤菌外，還有牧草和其他禾科作物根部的固氮螺旋桿菌、一些原核低等植物——固氮藍藻、自生固氮菌體內(nèi)都含有固氮酶，這些酶有固氮作用。這一類屬自然固氮的生物固氮。

編輯本段六、注意事項

　　氨對接觸的皮膚組織都有腐蝕和刺激作用，可以吸收皮膚組織中的水分，使組織蛋白變性，并使組織脂肪皂化，破壞細胞膜結(jié)構(gòu)。氨的溶解度極高，所以主要對動物或人體的上呼吸道有刺激和腐蝕作用，常被吸附在皮膚粘膜和眼結(jié)膜上，從而產(chǎn)生刺激和炎癥?？陕楸院粑览w毛和損害粘膜上皮組織，使病原微生物易于侵入，減弱人體對疾病的抵抗力。氨通常以氣體形式吸入人體，氨被吸入肺后容易通過肺泡進入血液，與血紅蛋白結(jié)合，破壞運氧功能。進入肺泡內(nèi)的氨，少部分為二氧化碳所中和，余下被吸收至血液，少量的氨可隨汗液、尿液或呼吸排出體外。 　　短期內(nèi)吸入大量氨氣后可出現(xiàn)流淚、咽痛、聲音嘶啞、咳嗽、痰帶血絲、胸悶、呼吸困難，可伴有頭暈、頭痛、惡心、嘔吐、乏力等，嚴重者可發(fā)生肺水腫、成人呼吸窘迫綜合癥，同時可能發(fā)生呼吸道刺激癥狀。若吸入的氨氣過多，導(dǎo)致血液中氨濃度過高，就會通過三叉神經(jīng)末梢的反射作用而引起心臟的停搏和呼吸停止，危及生命。 　　長期接觸氨氣，部分人可能會出現(xiàn)皮膚色素沉積或手指潰瘍等癥狀。 　　室內(nèi)空氣中氨氣主要來自建筑施工中使用的混泥土添加劑。添加劑中含有大量氨內(nèi)物質(zhì)，在墻體中隨著溫度、濕度等環(huán)境因素的變化而還原成氨氣釋放出來。

編輯本段七、NH3系列常用方程式

　　NH4+ + H2O ═ NH3*H2O + H+ 　　2NH4+ + SiO32- + H2O ═ H4SiO4↓ + 2NH3↑ 　　NH4+ + AlO2- + H2O == Al(OH)3↓ + NH3↑（一水合氨雖是堿，但不能與氫氧化鋁反應(yīng)） 　　NH4+ + HCO3- + 2OH- == CO32- + H2O + NH3*H2O（向NH4HCO3溶液中加入足量NaOH溶液） 　　NH3 + H2O== NH3*H2O 　　NH3*H2O== NH4+ + OH- 　　NH3*H2O + Ag+ == AgOH↓+ NH4+ 2AgOH == Ag2O + H2O (AgNO3溶液中加入少量氨水) 　　2NH3*H2O + Ag+ == [Ag(NH3)2]+ + H2O　(足量氨水)： 　　2NH3*H2O + Cu2+ == Cu(OH)2↓+ 2NH4+ (向CuSO4溶液中加入少量氨水)： 　　4NH3*H2O + Cu2+ == [Cu(NH3)4]2+ + 4H2O (足量氨水)： 　　2NH3*H2O + Zn2+ == Zn(OH)2↓+ 2NH4+ (向ZnCl2溶液中加入少量氨水) 　　4NH3*H2O + Zn2+ == [Zn(NH3)4]2+ + 4H2O　( 足量氨水)： 　　3NH3*H2O + Al3+ == Al(OH)3↓+ 3NH4+ 　　注：在魯教版，偏鋁酸根離子（AlO2-）寫作四羥基合鋁酸離子[Al(OH)4-]

編輯本段八、氨氣的噴泉實驗

　　在常溫，常壓下，一體積的水中能溶解700體積的氨。 　　在干燥的圓底燒瓶里充滿氨氣，用帶有玻璃管和滴管（滴管里預(yù)先吸入水）的塞子塞緊瓶口。立即倒置燒瓶，使玻璃管插入盛水的燒杯里（水里事先加入少量的酚酞試液），把實驗裝置裝好后。打開橡皮管的夾子，擠壓滴管的膠頭，使少量的水進入燒瓶。觀察現(xiàn)象。 　　實驗的基本原理是使燒瓶內(nèi)外在短時間內(nèi)產(chǎn)生較大的壓強差，利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中的液體壓入燒瓶內(nèi)，在尖嘴導(dǎo)管口形成噴泉。