氮的氢化物铵盐Word文档下载推荐.docx
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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·
〔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