一. 氨在純氧中燃燒

氨不能在空氣中燃燒，但可以在純氧中燃燒：（氧氣置換氮氣）。工業(yè)上制硝酸的氧化爐內(nèi)，大部分氨發(fā)生催化氧化反應(yīng)（生成NO），同時少部分氨發(fā)生上述氧化反應(yīng)（生成N₂）

例1. 資料顯示：“氨氣可在純氧中安靜燃燒……”。某校化學(xué)小組學(xué)生設(shè)計圖1裝置（圖中鐵夾等夾持裝置已略去）進(jìn)行氨氣與氧氣在不同條件下反應(yīng)的實驗。

圖1

（1）用裝置A制取純凈、干燥的氨氣，大試管內(nèi)碳酸鹽的化學(xué)式是________；堿石灰的作用是________。

（2）將產(chǎn)生的氨氣與過量的氧氣通到裝置B（催化劑為鉑石棉）中，用酒精噴燈加熱：

①氨催化氧化的化學(xué)方程式是________；

試管內(nèi)氣體變成紅棕色，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。

②停止反 應(yīng)后，立即關(guān)閉B中兩個活塞。一段時間后，將試管浸入冰水中，試管內(nèi)氣體顏色變淺，請結(jié)合化學(xué)方程式說明原因：________。

（3）將過量的氧氣與A產(chǎn)生的氨氣分別從a、b兩管進(jìn)氣口通入到裝置C中，并在b管上端點燃氨氣：

①兩氣體通入的先后順序是________，其理由是________。

②氨氣燃燒的化學(xué)方程式是________。

解析：本題考查了NH₃的制取、NH₃的性質(zhì)、化學(xué)平衡等知識點，特別考查了NH₃與O₂在不同條件下所發(fā)生的反應(yīng)。只有認(rèn)真分析各裝置特點，注意實驗中的細(xì)節(jié)問題，才能完整正確地解答本題。

（1）加熱(NH₄)₂CO₃或NH₄HCO₃可以制取NH₃，但反應(yīng)同時也產(chǎn)生了CO₂和H₂O，所以堿石灰的作用是吸收H₂O和CO₂。

（2）①NH₃在過量的O₂和催化劑的作用下被催化氧化為NO：，因為O₂過量，生成的NO與氧化反應(yīng)生成紅棕色的NO₂：。

②NO₂氣體中存在下列平衡：熱量，降低溫度平衡正向移動，部分紅棕色NO₂轉(zhuǎn)化為無色的N₂O₄，所以氣體顏色變淺。

（3）①實驗中應(yīng)先通入O₂，后通入NH₃。若先通氨氣，氨在空氣中不能點燃，逸出造成污染。

②

二. 氨被氯氣氧化

氨與氯氣不能共存：

（1）

若氨過量，又有

（2）

總方程式為：

（3）

由反應(yīng)方程式可知，若起始時Cl₂與NH₃的物質(zhì)的量（體積）之比不同，則反應(yīng)后剩余氣體的成分和體積各異。命題時常依據(jù)該反應(yīng)編擬綜合性討論型計算題。

例2. 某溫度下，在體積一定的密閉容器中適量的NH₃（氣）和Cl₂（氣）恰好完全反應(yīng)。若反應(yīng)產(chǎn)物只有N₂（氣）和NH₄Cl（固），則反應(yīng)前后容器中壓強(qiáng)比應(yīng)接近于（ ）

A. 1：11 B. 11：1

C. 7：11 D. 11：7

解析：因為NH₃（氣）和Cl₂（氣）恰好完全反應(yīng)，產(chǎn)物只有N₂（氣）和NH₄Cl（固），應(yīng)根據(jù)上述總反應(yīng)的方程式計算。反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量之比為11：1，在同溫、同體積時，容器中的壓強(qiáng)之比也為11：1。選B。

三. 氨還原氧化銅

若將氨通過灼熱的氧化銅，則發(fā)生反應(yīng)：。氨能還原CuO，此原理可應(yīng)用于實驗制備氮氣，再進(jìn)一步制取氮化鎂等化合物；還可以根據(jù)此原理測定銅的近似相對原子質(zhì)量、測定氨分子的組成（即氮氫原子個數(shù)比）等實驗。

例3. 氨跟氧化銅反應(yīng)可以制備氮氣（），而氮氣跟鎂在高溫下反應(yīng)可得到氮化鎂，但氮化鎂遇水即反應(yīng)生成和NH₃。下面是甲、乙兩位學(xué)生提出的制備氮化鎂的兩種實驗方案示意框圖（實驗前系統(tǒng)內(nèi)空氣已排除，圖中箭頭表示氣體的流向）。

填空和回答問題：

（1）甲、乙兩生提出的實驗方案是否能制得氮化鎂？（填“能”或“不能”）甲______，乙________。

（2）具體說明不能制得氮化鎂的原因（如兩個方案都能制得氮化鎂，此小題不用回答）。

答：_________________。

解析：本題考查了學(xué)生處理信息和評價實驗方案的能力，注意濃硫酸在裝置中的作用和位置是解決問題的關(guān)鍵。

本題答案：

（1）甲不能，乙能；

（2）甲方案中反應(yīng)產(chǎn)生的NH₃全部被H₂SO₄吸收，不能進(jìn)行后續(xù)反應(yīng)。

例4. 實驗室用氨氣還原氧化銅的方法測定銅的近似相對原子質(zhì)量，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

試回答：（1）如果選用測定反應(yīng)物CuO和生成物H₂O的質(zhì)量（、）時，請用圖2儀器設(shè)計一個簡單的實驗方案：

圖2

①儀器連接的順序（用字母編號表示，儀器可重復(fù)使用）_________；

d中濃硫酸的作用是_______，_______；

實驗完畢時觀察到a中的現(xiàn)象是_________；

②列出計算Cu的相對原子質(zhì)量的表達(dá)式___________；

③下列情況將使測定結(jié)果偏大的是________。（以下選擇填空不限1個正確答案，均用字母編號填寫）

（a）CuO未全部還原為Cu

（b）CuO受潮

（c）CuO中混有Cu

（2）如果仍采用上述儀器裝置，其他方案可選用測定的物理量有__________。

（A）和 （B）和

（C）和 （D）和

解析：（1）①根據(jù)實驗原理和要求，需要制備干燥的NH₃，再將NH₃通過加熱的CuO，測定生成水質(zhì)量，測定中要防止空氣中的水蒸汽造成實驗誤差。所選的儀器連接的順序應(yīng)為：bcacd；d中濃硫酸的作用是吸收未反應(yīng)的氨防止空氣中水分進(jìn)入干燥管；實驗完畢時觀察到a中的現(xiàn)象是固體由黑色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色。

②根據(jù)化學(xué)方程式列式計算得Cu的相對原子質(zhì)量的表達(dá)式為。

③根據(jù)Cu的相對原子質(zhì)量的表達(dá)式可知，當(dāng)算式中CuO的質(zhì)量比實際參加反應(yīng)的質(zhì)量大，水的質(zhì)量比實際生成的水的質(zhì)量小時，測定結(jié)果偏大。本題答案為（a）、（c）。

（2）如果仍采用上述儀器裝置，可以測定的物理還有Cu的質(zhì)量，聯(lián)立CuO的質(zhì)量或H₂O的質(zhì)量都能求得Cu的相對原子質(zhì)量。本題選（A）、（C）。

四. 氨還原NO、NO₂等氮的氧化物

氨與具有一定氧化性的NO、NO₂在一定條件下能發(fā)生如下反應(yīng)：

（1）

（2）

通過歸中反應(yīng)使NO和NO₂轉(zhuǎn)化成了無毒、無污染的N₂，因此，這是治理氮的氧化物造成的大氣污染的理想方法之一。

例5. 在硝酸的生產(chǎn)過程所排放出來的氣體中含有__________和________，它們污染環(huán)境，現(xiàn)用氨催化還原法將它們轉(zhuǎn)化為無毒氣體_______（填名稱）直接排入空氣中。寫出有關(guān)的方程式___________。

假設(shè)_______和_______物質(zhì)的量之比恰好為1：1，則兩者的混合物相當(dāng)于一種酸酐。寫出用燒堿溶液吸收這種酸酐的方程式___________。

解析：硝酸的生產(chǎn)過程所排放出來的氣體中含有NO和NO₂，它們能與NH₃發(fā)生歸中反應(yīng)生成氮氣：，。

當(dāng)NO和NO₂的物質(zhì)的量之比為1：1時，兩者的混合物相當(dāng)于亞硝酸的酸酐N₂O₃，N₂O₃與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

例6. 在一定條件下，NO跟NH₃可以發(fā)生反應(yīng)生成N₂和H₂O?，F(xiàn)有NO和NH₃的混合物1mol，充分反應(yīng)后所得產(chǎn)物中，若經(jīng)還原得到的N₂比經(jīng)氧化得到的N₂多1.4g。

（1）寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。

（2）若以上反應(yīng)進(jìn)行完全，試計算原反應(yīng)混合物中NO與NH₃的物質(zhì)的量可能各是多少。

解析：（1）

（2）6mol NO還原得到3mol N₂，4mol NH₃，氧化得到2mol N₂，兩者相差1mol N₂?，F(xiàn)相差1.4g，，相當(dāng)于0.3mol NO和0.2mol NH₃反應(yīng)。

依題意NO和NH₃的總物質(zhì)的量為1mol，其中必有一種為過量，所以有兩種情況：

0.3mol NO和0.7mol NH₃；

0.2mol NH₃和0.8mol NO。