200407-市化学课

4/7 化学课

固氮

1. 大气固氮 $$\ce {N2 + O2 ->[放电] 2NO}$$
2. 生物固氮 $$\ce {N2 ->[固氮酶][H^+] 氨基酸}$$
3. 人工合成固氮 $$\ce {N2 + 3H2 <=>[高温、高压][催化剂] 2NH3}$$

氮气与氮氧化物

1. $\ce {NO}$无色气体
2. $\ce {NO2}$红棕色气体
3. $\ce {N2}$无色无味气体

$$\ce {N2 + 3Mg ->[点燃] Mg3N2}$$ $$\ce {N2 + 3H2 <=>[高温高压][催化剂]2NH3}$$ $$\ce {N2 + O2 ->[放电] 2NO}$$ $$\ce {2NO + O2 -> 2NO2}$$ $$\ce {3NO2 + H2O -> 2HNO3 + NO}$$

氨气

1. 水溶液呈碱性 $$\ce {NH3 + H2O <=> NH3*H2O <=> NH4+ + OH-}$$ $$\ce {3NH3*H2O + Fe^3+ -> Fe(OH)3 v + 3NH4+}$$
2. 与酸反应生成铵盐 $$\ce {NH3 + H+ -> NH4+}$$ $$\ce {NH3 + HCl -> NH4Cl}$$ $$\ce {2NH3 + H2SO4 -> (NH4)2SO4}$$
3. 还原性 $$\ce {4NH3 + 5O2 ->[催化剂][加热] 4NO + 6H2O + Q}$$ $$\ce {4NH3 + 3O2 ->[点燃] 2N2 + 6H2O}$$

铵盐

1. 不稳定性 $$\ce {NH4Cl ->[\Delta] NH3 ^ + HCl ^}$$ $$\ce {NH4HCO3 ->[\Delta] NH3 ^ + CO2 ^ + H2O}$$ $$\ce {(NH4)2CO3 ->[\Delta] 2NH3 ^ + CO2 ^ + H2O}$$ $$\ce {(NH4)SO4 ->[\Delta] NH3 ^ + NH4HSO4}$$ $$\ce {2NH4NO3 ->[\geq 300^\circ C][或撞击] 2N2 ^ + O2 ^ + 4H2O}$$ 碳酸氢铵和氯化铵的分解现象不一样，氯化铵分解生成的氨气和氯化氢可以再化合生成氯化铵。
2. 与碱反应 $$\ce {NH4+ + OH- ->[\Delta] NH3 ^ + H2O}$$ $$\ce {NH4Cl + NaOH ->[\Delta] NaCl + NH3 ^ + H2O}$$ $$\ce {NH4NO3 + NaOH ->[\Delta] NaNO3 + NH3 ^ + H2O}$$ $$\ce {(NH4)2SO4 + 2NaOH ->[\Delta] Na2SO4 + 2NH3 ^ + 2H2O}$$ 因为氨气极易溶于水，所以需要加热才能放出气体
3. 应用：
   • 制氨气 $$\ce {(NH4)2SO4 + Ca(OH)2 ->[\Delta] CaSO4 + 2NH3 ^ + 2H2O}$$ $$\ce {s + s / \Delta}$$ 氨气不可以用无水$\ce {CaCl2}$干燥，用碱石灰，氢氧化钠固体干燥。
   • 检验铵盐：取样、加氢氧化钠溶液、加热、产生的气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝——有$\ce {NH4+}$
   • 铵态氮肥的储存——阴凉处
   • 氮肥不能与碱性物质混用