氮的氢化物铵盐.docx

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氮的氢化物铵盐

氮的氢化物、铵盐

氮的氢化物、铵盐王振山一、氨１、氨分子的结构：

在NH3分子中，N原子采取不等性sp3杂化NFe,Ru2N2+3H2NH3HaberF.获1916年诺贝尔奖H，H空间构型H鍵角107°18′，2、氨的物理性质⑴、无色、有刺激性气味的气体，在S.T.P.下ρ（NH3）=0.771g/L＜ρ（空气）。

[Mr（NH3）=17，Mr　（空气）?

29]。

熔点:

-77.7℃，沸点:

-33.4℃。

⑵、易液化（临界温度132.9℃，高；临界压力1.14×107Pa）,气化热较高23.35kJ/mol（可作制冷剂）。

NH3分子间作用力较大。

NH3分子间存在氢键，其熔点和沸点高于同族的膦（PH3）。

⑶、易溶于水，在常温、常压下，１体积水中能溶解约700体积氨。

〔NH3和H2O都是极性分子，“相似相溶”；NH3溶于H2O主要形成水合分子NH3·H2O，只有一小部分发生电离生成NH4+和OH-，所以氨的水溶液呈弱碱性。

〕氨水的密度ρ＜１，且氨水越浓，ρ越小。

NH3在低温下形成两种稳定的水合物，即NH3·H2O和2NH3·H2O。

３、氨的化学性质⑴、加合反应NH3分子中N原子上的孤对电子，可以作为Lewis碱与Lewis酸（分子或离子中有适宜的空轨道接受电子对）发生加合反应。

①、跟水的反应氨水显弱碱性。

NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-，简写NH3+H2ONH4++OH-。

（NH3结合H2O电离出的H+）NH3·H2O不稳定，受热分解NH3·H2ONH3+H2O。

②、跟酸的反应（NH3结合酸电离出的H+，NH3+H+=NH4+）NH3+HCl=NH4Cl（检验NH3或HCl），NH3+HNO3=NH4NO3，2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4NH3+H2O+CO2=NH4HCO3，2NH3+H2O+CO2=（NH4）2CO3③、易形成配位化合物BF3+NH3→BF3·NH3（亦即F3B←NH3）。

许多过渡金属离子与NH3以配位键相结合组成配位化合物Ag++2NH3→[Ag（NH3）2]+，Cu2++4NH3→[Cu（NH3）4]2+，Cu（OH）2+4NH3→[Cu（NH3）4]2++2OH-，顺-Pt（NH3）2Cl2等。

CaCl2（无水）+8NH3=CaCl2·8NH3（氨合物与结晶水合物相似）⑵、取代反应：

（氨解反应）NH3中的3个H可被某些原子或原子团取代，生成－NH2（氨基化物，如NaNH2）、＝NH（亚氨基化物，如CaNH）和≡N（氮化物，如AlN）。

2NH3?

2Na?

5?

70?

?

C?

2NaNH2?

H2，COCl2（光气）+4NH3=CO（NH2）2（尿素）+2NH4Cl，HgCl2和NH3·H2O反应：

HgCl2+2NH3=Hg（NH2）Cl↓（氨基氯化汞）+NH4Cl，3Mg+2NH3900℃Mg3N2+3H2,对比Mg+2H2OΔMg（OH）2+H2↑,Mg+2H2OMgO+H2↑。

“氮”和“氧”的相对应化合物比较KNH2KOHCa（NH2）2Ca（OH）2PbNHHg（NH2）ClCa3N2CH3NH2H2NNH2P3N5PbOHg（OH）ClCaOCH3OHHOOHP2O5－NH2相当于－OH；＝NH、≡N相当于＝OCaCN2NH2ClCaCO3HOCl1

在加热条件下，NH3和许多金属反应生成金属氮化物（就像水蒸气和金属反应生成金属氧化物一样），因此，NH3被用来制备金属氮化物（钢铁就是用NH3进行氮化的――使表面变硬）。

许多金属的氨基化物、亚氨基化物及氮化物易爆炸，所以在制取或使用这些化合物时必须十分小心。

如[Ag（NH3）2]+放置会转化为有爆炸性的Ag2NH，和Ag3N。

3Zn（NH2）2ΔZn3N2+4NH3，⑶、氧化反应：

NH3分子中N原子的化合价为-3，在一定条件下显还原性。

①、跟O2反应：

4NH3+5O2催化剂△4NO+6H2O，ΔrHm==-903.7kJ/mol，K298=10168（氨的催化氧化，催化剂Pt，８００℃。

工业制硝酸的基础）；4NH3+3O2（纯氧）点燃2N2+6H2O，黄色（绿色？

）火焰，ΔrHm=-1267.8kJ/mol，K298=10228；②、跟氮氧化物的反应：

加热２００℃～３００℃时：

8NH3+6NO2催化剂△7N2+12H2O，4NH3+6NO催化剂△5N2+6H2O；③、NH3在水溶液中能被许多强氧化剂Cl2、H2O2、HClO、KMnO4……所氧化，例如ⅰ、常温下，在水溶液中，跟Cl2的反应：

若NH3过量，8NH3+3X2=N2+6NH4X（X=Cl,Br（）2NH3+3X2=N2+6HX，6NH3+6HX=6NH4X）2NH3+3Cl2=N2+6HCl，+）6NH3+6HCl=6NH4Cl8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl若Cl2过量，NH3+3Cl2=NCl3+3HCl；在pH＞8.5时，形成氯代胺NH2Cl，在pH=4.5~5.0时，形成二氯化胺NHCl2，在pH＜4.4时，形成NCl3；pH＞8.5NH3+HClONH2Cl+H2O，NH3+2HClOpH=4.5~5.0NHCl2+2H2O，pH＜３NH3+3HClONCl3+3H2O，Cl2+H2OHCl+HClONH3+HClO=NH2Cl+H2O..+）NH3+HCl=NH4ClN2NH3+Cl2=NH2Cl+NH4ClFFF当Cl2过量时，NH3+3Cl2==NCl3+3HCl；NF3NCl3sp3杂化，角锥形。

NCl3:

在90℃：

爆炸分解：

NCl3==?

N2+3/2Cl2△rH=-295.5kJ·mol-1ⅱ、跟H2O2的反应：

2NH3+3H2O2=N2+6H2Oⅲ、跟MnO-4的反应：

2NH3+2MnO-4=2MnO2+N2+2OH-+2H2Oⅳ、跟OCl-的反应：

（在强碱性条件下）2NH3+OCl-=N2H4+Cl-+H2Oⅴ、跟HNO2反应：

NH3+HNO2=N2↑+2H2O④、高温下，NH3是强还原剂，能还原某些氧化物、氯化物……2NH3+3CuOΔN2+3H2O+3Cu；2NH3+6CuCl2Δ6CuCl+N2+6HCl⑤、气体NH3在F2中燃烧，形成NF3，4NH3+3F2=3NH4F+NF3（反应剧烈，黄绿色火焰）；2

气体NH3在Cl2中燃烧，由于条件不同，可形成若干产物：

NH4Cl、NH2Cl、NHCl2、NCl3、NCl3·NH3、N2和极少量的N2H4。

４、NH3的实验室制法：

铵盐与碱共热，2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2H2O+2NH3↑反应实质：

NH4++OH-NH3·H2ONH3+H2O；加热，平衡向右移动。

反应物状态：

固＋固；反应条件：

Δ；生成物NH3的性质：

易溶于水，ρ（NH3）＜ρ（空气）。

发生装置：

类似于实验室用KClO3制氧气；收集方法：

向下排空气法；干燥：

用碱石灰（不能用浓H2SO4、P2O5、无水CaCl2）∵CaCl2和NH3反应，生成CaCl2·8NH3检验是否已满：

①、润湿的红色石蕊试纸放试管口，变蓝，√；②、玻璃棒蘸浓盐酸，接近试管口，产生白烟，√。

５、氨的用途：

氨是一种重要化工产品。

无机合成：

氮肥、硝酸、铵盐、纯碱；有机合成：

合成纤维、塑料、染料、尿素等；致冷剂。

二、铵盐（NH4+离子与酸根阴离子构成的离子化合物）１、物理性质（共性）：

一般是无色晶体（若阴离子无色），易溶于水，溶解性类似钾盐。

铵盐和碱金属的盐，它们的阳离子电荷相同（NH4+与M+），半径相近（r（NH4+）=143pm，r（K+）=133pm，r（Rb+）=148pmr，在性质上有许多相似之处。

NH4+与CH4是等电子体，呈四面体构型。

２、化学性质：

酸性、热稳定性及还原性。

⑴、酸性（共性）：

NH4++H2ONH3·H2O+H+，NH4++OH-NH3↑+H2O；⑵、热稳定性差：

固态铵盐受热易分解，一般分解为NH3和相应的酸①、挥发性酸的铵盐，NH3和酸一起挥发：

NH4ClΔNH3↑+HCl↑（NH4Cl在350℃升华）NH4HCO3ΔNH3↑+H2O↑+CO2↑〔NH4HCO3在常温（30℃）即分解，150℃分解完全。

〕②、不挥发性酸的铵盐，只有NH3挥发逸出，酸或酸式盐则残留在容器中：

（NH4）2SO4ΔNH3↑+NH4HSO4；在355℃，（NH4）2SO4Δ2NH3↑+H2SO4在强热下，3（NH4）2SO4=4NH3↑+3SO2↑+N2↑+6H2O↑（NH4）3PO4Δ3NH3+H3PO4⑶、还原性：

氧化性酸的铵盐，分解出的NH3立即被氧化，产物中不存在NH3：

例１、（NH4）2Cr2O7（s）=N2（g）+4H2O（g）+Cr2O3（s）；ΔrHm=-315KJ/mol（NH4）2Cr2O7（s）ΔN2↑+4H2O↑+Cr2O3（s）（现象：

犹如火山爆发）例２、NH4NO3的热分解反应，复杂多样：

∵NH4NO3在中等温度可逆地挥发；在高温，放热、不可逆地分解为N2O；在更高的温度下，N2O本身也分解为N2和O2。

在110℃，NH4NO3（s）=NH3（g）+HNO3（g）；ΔrHm=171kJ·mol-1；NH4NO3（l）=N2O（g）+2H2O（g）；ΔrHm=-23kJ·mol-1，2N2O=2N2+O2。

∴有如下一些反应：

a、NH4NO3在120℃开始缓慢分解，185℃～250℃迅速分解：

NH4NO3ΔN2O↑+2H2O↑b、高于300℃（480℃～500℃）或撞击，爆炸性分解：

2NH4NO3=4H2O↑+2N2↑+O2↑，ΔrHm=-238.6kJ·mol-1；〔即NH4NO3=N2O（g）+2H2O（g）和2N2O（g）=2N2（g）+O2（g）相加〕c、低温下缓慢加热：

2NH4NO3Δ2NO↑+N2↑+4H2Od、在190℃以上、有机杂质催化的条件下，5NH4NO3Δ4N2↑+9H2O+2HNO3↑，该反应3

中生成的HNO3对NH4NO3的分解有催化作用，因此加热大量无水NH4NO3时会引起爆炸。

｛配平：

5NH4NO3……5NH3[5（-３）→０〕+5HNO3〔3（+5）→０〕→４N2〔８（０）〕｝例3、2NH4ClO4ΔCl2↑+2O2↑+N2↑+4H2O↑；例4、NH4NO2=N2↑+2H2O↑３、铵盐的用途⑴、碳酸氢铵，硫酸铵，硝酸铵，氯化铵等用作氮肥；⑵、硝酸铵用作炸药；⑶、氯化铵用于染料工业、制作干电池以及焊接时除去待焊金属表面的氧化物。

①、普通锌—锰电池（天然MnO2[w（MnO2）=70～75%]，1868年制成。

）（-）Zn∣NH4Cl∣MnO2,C（+）（-）极Zn+2NH4Cl-2e-→Zn（NH3）2Cl2↓+2H+（+）极2MnO2+2H++2e-→2MnOOH（*2MnOOH≡Mn2O3·H2O）电池反应：

Zn+2NH4Cl+2MnO2→Zn（NH3）2Cl2↓+2MnOOH②、焊接金属时除去表面的氧化物薄层NH4ClΔNH3↑+HCl↑Fe2O3