初中化學(xué)知識點:氨氣的性質(zhì)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中化學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
定義:
氨氣,無機(jī)化合物,常溫下為氣體,無色有刺激性惡臭的氣味,易溶于水,氨溶于水時,氨分子跟水分子通過氫鍵結(jié)合成一水合氨(NH3?H2O),一水合氨能小部分電離成銨離子和氫氧根離子,所以氨水顯弱堿性,能使酚酞溶液變紅色。氨與酸作用得可到銨鹽,氨氣主要用作致冷劑及制取銨鹽和氮肥。



氨氣的物理性質(zhì):
相對分子質(zhì)量17.031
氨氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為0.771g/L
氨氣極易溶于水,溶解度1:700
熔點-77.7℃;沸點-33.5℃

氨氣的化學(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
氨水中存在三分子、三離子
分子:NH3.NH3?H2O、H2O;
離子:NH4+、OH-、H+;

(2)跟酸反應(yīng)
NH3+HNO3==NH4NO3
2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4
NH3+HCl===NH4Cl
3NH3+H3PO4===(NH4)3PO4
NH3+CO2+H2O===NH4HCO3

(3)在純氧中燃燒
4NH3+3O2==點燃==2N2+6H2O
4NH3+5O2=催化劑加熱=4NO+6H2O(氨氣的催化氧化)

(4)與碳的反應(yīng)
NH3+C=加熱=HCN+H2↑(劇毒氰化氫)

(5)與水、二氧化碳
NH3+H2O+CO2==NH4HCO3
該反應(yīng)是侯氏制堿法的第一步,生成的碳酸氫銨與飽和氯化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸氫鈉沉淀,加熱碳酸氫鈉制得純堿。
此反應(yīng)可逆,碳酸氫銨受熱會分解
NH4HCO3=(加熱)=NH3+CO2+H2O

(6)與氧化物反應(yīng)
3CuO+2NH3==加熱==3Cu+3H2O+N2 這是一個氧化還原反應(yīng),也是實驗室常用的臨時制取氮氣的方法,采用氨氣與氧化銅供熱,體現(xiàn)了氨氣的還原性。

銨鹽的化學(xué)性質(zhì):
(1)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(jìn)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(qiáng)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。

(2)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。



1. 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(jìn)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(qiáng)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。
2. 氨氣檢驗
方法一: 用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗,試紙變藍(lán)證明有氨氣。
方法二: 用玻璃棒蘸濃鹽酸或者濃硝酸靠近,產(chǎn)生白煙,證明有氨氣!   


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GeorgeMarnellos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(dá)到78%;對比:幾近一個世紀(jì)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(jìn)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(jìn)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(lán)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。

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(xì)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(jìn)入血液,與血紅蛋白結(jié)合,破壞運氧功能。進(jìn)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。氨氣泄露氨氣泄露短期內(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(yán)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。


相關(guān)初中化學(xué)知識點:二氧化碳的性質(zhì)

概述:
二氧化碳是空氣中常見的化合物,其分子式為CO?,由兩個氧原子與一個碳原子通過共價鍵連接而成,常溫下是一種無色無味氣體,密度比空氣略大,能溶于水,與水反應(yīng)生成碳酸。固態(tài)二氧化碳俗稱干冰。二氧化碳被認(rèn)為是造成溫室效應(yīng)的主要來源。

物理性質(zhì):
常溫下,二氧化碳是一種無色無味的氣體,密度比空氣大,能溶于水。
固態(tài)的二氧化碳叫做干冰。

化學(xué)性質(zhì):
(1)一般情況下,二氧化碳不能燃燒,也不支持燃燒,不供給呼吸,因此當(dāng)我們進(jìn)入
干枯的深井,深洞或久未開啟的菜窖時,應(yīng)先做一個燈火實驗,以防止二氧化碳濃度
過高而造成危險
(2)二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸,使紫色石蕊試液變紅:CO2 + H2O===H2CO3,
碳酸不穩(wěn)定,很容易分解成水和二氧化碳,所以紅色石蕊試液又變回紫色:
H2CO3===H2O + CO2
(3)二氧化碳和石灰水反應(yīng):Ca(OH)2 + CO2====CaCO3↓+ H2O
(4)二氧化碳可促進(jìn)植物的光合作用:6CO2+6H2OC6H12O6+6O2

一氧化碳和二氧化碳性質(zhì)的比較:



















































一氧化碳


二氧化碳


物理性質(zhì)


狀態(tài)


無色,無味氣體


無色,無味氣體


密度


1.250g/l(略小于空氣)


1.977g/l(大于空氣)


溶解性


1體積水中約溶解0.02體積


1體積中約溶解1體積


化學(xué)性質(zhì)


可燃性


有可燃性
2CO+O22CO2


一般情況下,既不能燃燒,也不能支持燃燒


還原性


有還原性:
CuO+COCu+CO2


沒有還原性


跟水反應(yīng)


不能


能:CO2+H2O==H2CO3


跟澄清石灰水反應(yīng)


不能


CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O


毒性


有毒


無毒


主要用途


作氣體燃料,用于高爐煉鐵


滅火,人工降雨,干冰制冷劑等,作化工原料和溫室肥料


相互轉(zhuǎn)化

C+O2CO2
C+CO22CO


干冰:
一定條件下,二氧化碳?xì)怏w會變成固體,固體二氧化碳叫“干冰”。干冰升華時,吸收大量的熱,因此可作制冷劑。如果用飛機(jī)向云層中撤干冰,由于干冰升華吸熱,空氣中的水蒸氣迅速冷凝變成水滴,就可以形成降雨。

二氧化碳不一定能滅火:
二氧化碳一般不支持燃燒,但在一定條件下,某些物質(zhì)也可以在二氧化碳中燃燒,如將點燃的鎂條伸入盛有二氧化碳的集氣瓶中,鎂條能繼續(xù)燃燒,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Mg+CO22MgO+C,所以活潑金屬著火不能用二氧化碳來滅火

二氧化碳與一氧化碳的鑒別方法:
(1)澄清石灰水:將氣體分別通入澄清石灰水中,能使澄清石灰水變渾濁的是二氧化碳,無明顯現(xiàn)象的是一氧化碳。
(2)燃著的木條:將氣體分別在空氣中點燃,能燃燒的是一氧化碳,不能燃燒的是二氧化碳。
(3)紫色石蕊試液:將氣體分別通入紫色石蕊試液中,能使石蕊試液變紅的是二氧化碳,無明顯現(xiàn)象的是一氧化碳。
(4)還原金屬氧化物:將氣體分別通過灼熱的氧化銅,出現(xiàn)黑色粉末變紅這一現(xiàn)象的是一氧化碳,沒有明顯現(xiàn)象的是二氧化碳。

二氧化碳與一氧化碳的除雜方法:
1.CO(CO2)(括號內(nèi)的物質(zhì)為雜質(zhì)):通常將氣體通人過量的堿溶液(一般用氫氧化鈉溶液而不用澄清石灰水)中,二氧化碳與堿溶液反應(yīng),從而達(dá)到除雜的目的。
2.CO2(CO)(括號內(nèi)的物質(zhì)為雜質(zhì)):通常將氣體通過灼熱的氧化銅,一氧化碳與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳,從而達(dá)到除雜的目的。不能用點燃的方法,因為CO2不支持燃燒,也不能燃燒。

二氧化碳與石灰石的應(yīng)用:
二氧化碳與石灰水反應(yīng)出現(xiàn)白色沉淀,反應(yīng)的方程式為:CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O。
該反應(yīng)及現(xiàn)象有以下兒方面的應(yīng)用:
(1)檢驗二氧化碳?xì)怏w;
(2)鑒別NaOH溶液和澄清石灰水:將CO2氣體通入待測溶液中,生成白色沉淀的溶液為澄清石灰水,無明顯現(xiàn)象的為NaOH溶液;
(3)除去某些氣體中的雜質(zhì):如除去CO中的CO2 氣體,可將混合氣體通過澄清石灰水;
(4)解釋澄清石灰水為什么要密封保存:敞口放置的澄清石灰水會吸收空氣中的CO2而使澄清石灰水表面生成一層白膜或變渾濁,其成分是CaCO3;
(5)用石灰砂漿砌磚抹墻不久后變白變硬:石灰砂漿的主要成分是Ca(OH)2,吸收空氣中的CO2發(fā)生反應(yīng)Ca(OH)2聲稱白色固體CaCO3固體。
(6)保存雞蛋:將雞蛋浸泡在澄清石灰水中,取出來后CO2與石灰水反應(yīng)封閉雞蛋殼上的小孔,可以延長雞蛋的保存時間。

二氧化碳肥料:
二氧化碳是光合作用的原料之一,因而現(xiàn)在在溫室大棚內(nèi)種植蔬菜水果時,經(jīng)常人為提高溫室內(nèi)CO2 濃度,以增加農(nóng)作物產(chǎn)員,增大CO2濃度的方法通常有以下幾種:
(1)在溫室內(nèi)放置干冰,干冰升華增大CO2濃度。
(2)在溫室內(nèi)放置通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生CO2氣體的物質(zhì),如在塑料大棚頂部的容器內(nèi)放置石灰石和稀鹽酸。

燈火實驗:
(1)二氧化碳本身無毒,但它不供給呼吸,當(dāng)空氣中二氧化碳含量超過常量時,也會對人體健康產(chǎn)生不良影響。














空氣中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)/%對人體健康的影響
1感到氣悶,頭昏,心悸
4?5氣喘,頭痛,眩暈
10神志不清,呼吸停止,死亡
由于二氧化碳的密度大于空氣,因而在低洼的地方濃度會增大。在進(jìn)人久未開啟的菜窖或干涸的深井前,應(yīng)先點燃一支蠟燭用繩放到下面,觀察蠟燭能否正常燃燒,若不能正常燃燒,應(yīng)開啟菜窖或深井一段時間后再檢驗,直到蠟燭能正常燃燒時,才能下去。



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