氨气的性质

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氨气的性质用途

定义：

氨气，无机化合物，常温下为气体，无色有刺激性恶臭的气味，

易溶于水，氨溶于水时，氨分子跟水分子通过氢键结合成一水合氨

(NH3·H2O)，一水合氨能小部分电离成铵离子和氢氧根离子，所以

氨水显弱碱性，能使酚酞溶液变红色。氨与酸作用得可到铵盐，氨

气主要用作致冷剂及制取铵盐和氮肥。

氨气的化学性质：

（1）跟水反应

氨在水中的反应可表示为：NH3+H2O=NH3·H2O

氨水中存在三分子、三离子

分子：NH3．NH3·H2O、H2O；

离子：NH4+、OH-、H+；

（2）跟酸反应

NH3+HNO3==NH4NO3

2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4

NH3+HCl===NH4Cl

3NH3+H3PO4===(NH4)3PO4

NH3+CO2+H2O===NH4HCO3

（3）在纯氧中燃烧

4NH3+3O2==点燃==2N2+6H2O

4NH3+5O2=催化剂加热=4NO+6H2O（氨气的催化氧化）

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（4）与碳的反应

NH3+C=加热=HCN+H2↑(剧毒氰化氢)

（5）与水、二氧化碳

NH3+H2O+CO2==NH4HCO3

该反应是侯氏制碱法的第一步，生成的碳酸氢铵与饱和氯化钠溶液

反应生成碳酸氢钠沉淀，加热碳酸氢钠制得纯碱。

此反应可逆，碳酸氢铵受热会分解

NH4HCO3=（加热）=NH3+CO2+H2O

（6）与氧化物反应

3CuO+2NH3==加热==3Cu+3H2O+N2这是一个氧化还原反应，也是实验

室常用的临时制取氮气的方法，采用氨气与氧化铜供热，体现了氨

气的还原性。

氨气的物理性质：

相对分子质量17.031

氨气在标准状况下的密度为0.771g/L

氨气极易溶于水，溶解度1：700

熔点-77.7℃；沸点-33.5℃

固氮：

（1）人工固氮

工业上通常用H2和N2在催化剂、高温、高压下合成氨

最近，两位希腊化学家，位于Thessaloniki的阿里斯多德大学

的GeorgeMarnellos和MichaelStoukides发明了一种合成氨的新方

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法(Science，2Oct．1998，P98)。在常压下，令氢与用氦稀释的氮

分别通入一加热到570℃的以锶-铈-钇-钙钛矿多孔陶瓷(SCY)为固

体电解质的电解池中，用覆盖在固体电解质内外表面的多孔钯多晶

薄膜的催化，转化为氨，转化率达到78%；对比：几近一个世纪的

哈伯法合成氨工艺通常转化率为10至15%！他们用在线气相色谱检

测进出电解池的气体，用HCl吸收氨引起的pH变化估算氨的产率，

证实提高氮的分压对提高转化率无效；升高电流和温度虽提高质子

在SCY中的传递速度却因SCY导电率受温度限制，升温反而加速氨

的分解。

（2）天然固氮

①大气固氮

闪电能使空气里的氮气转化为一氧化氮，一次闪电能生成80～

1500kg的一氧化氮。这也是一种自然固氮。自然固氮远远满足不了

农业生产的需求。

②生物固氮

豆科植物中寄生有根瘤菌，它含有氮酶，能使空气里的氮气转

化为氨，再进一步转化为氮的化合物。固氮酶的作用可以简述如

下：

除豆科植物的根瘤菌外，还有牧草和其他禾科作物根部的固氮

螺旋杆菌、一些原核低等植物——固氮蓝藻、自生固氮菌体内都含

有固氮酶，这些酶有固氮作用。这一类属自然固氮的生物固氮。

注意事项：

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氨对接触的皮肤组织都有腐蚀和刺激作用，可以吸收皮肤组织

中的水分，使组织蛋白变性，并使组织脂肪皂化，破坏细胞膜结

构。氨的溶解度极高，所以主要对动物或人体的上呼吸道有刺激和

腐蚀作用，常被吸附在皮肤粘膜和眼结膜上，从而产生刺激和炎

症。可麻痹呼吸道纤毛和损害粘膜上皮组织，使病原微生物易于侵

入，减弱人体对疾病的抵抗力。氨通常以气体形式吸入人体，氨被

吸入肺后容易通过肺泡进入血液，与血红蛋白结合，破坏运氧功

能。进入肺泡内的氨，少部分为二氧化碳所中和，余下被吸收至血

液，少量的氨可随汗液、尿液或呼吸排出体外。氨气泄露氨气泄露

短期内吸入大量氨气后可出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、痰带

血丝、胸闷、呼吸困难，可伴有头晕、头痛、恶心、呕吐、乏力

等，严重者可发生肺水肿、成人呼吸窘迫综合症，同时可能发生呼

吸道刺激症状。若吸入的氨气过多，导致血液中氨浓度过高，就会

通过三叉神经末梢的反射作用而引起心脏的停搏和呼吸停止，危及

生命。

长期接触氨气，部分人可能会出现皮肤色素沉积或手指溃疡等症

状。

室内空气中氨气主要来自建筑施工中使用的混泥土添加剂。添加

剂中含有大量氨内物质，在墙体中随着温度、湿度等环境因素的变

化而还原成氨气释放出来。

铵盐的化学性质：

（1）受热分解

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所有的铵盐加热后都能分解，其分解产物与对应的酸以及加热的温

度有关。分解产物一般为氨和相应的酸。如果酸具有氧化性，则在

加热条件下，氧化性酸和产物氨将进一步反应，使NH3氧化为N2或

其氧化物：

碳酸氢铵最易分解，分解温度为30℃：

氯化铵受热分解成氨气和氯化氢。这两种气体在冷处相遇又可化合

成氯化铵。这不是氯化铵的升华，而是它在不同条件下的两种化学

反应：

硝酸铵受热分解的产物随温度的不同而不同。加热温度较低时，分

解生成硝酸和氨气：温度再高时，产物又有不同；在更高的温度或

撞击时还会因分解产物都呈气体而爆炸。

硫酸铵要在较高的温度才分解成NH3和相应的硫酸。强热时，还伴

随有氨被硫酸氧化的副反应，所以产物就比较复杂。

（2）跟碱反应放出氨气

实验室里就是利用此反应来制取氨，同时也利用这个性质来检验铵

离子的存在。铵盐在工农业生产上有重要用途，大量的铵盐用作氮

肥，如NH4HCO3．(NH4)2SO4．NH4NO3等。NH4NO3还是某些炸药的

成分，NH4Cl用于制备干电池和染料工业，它也用于金属的焊接

上，以除去金属表面的氧化物薄层。

1.喷泉实验

在常温，常压下，一体积的水中能溶解700体积的氨。在干燥的

圆底烧瓶里充满氨气，用带有玻璃管和滴管（滴管里预先吸入水）

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的塞子塞紧瓶口。立即倒置烧瓶，使玻璃管插入盛水的烧杯里（水

里事先加入少量的酚酞试液），把实验装置装好后。打开橡皮管的

夹子，挤压滴管的胶头，使少量的水进入烧瓶。观察现象。实验的

基本原理是使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压

将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。

2.氨气检验

方法一：用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝证明有氨气。

方法二：用玻璃棒蘸浓盐酸或者浓硝酸靠近，产生白烟，证明有氨

气。