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1、深化对氨还原性的认识http:/www.DearEDU.com李万春 对于氨的还原性这个知识点，中学课本仅介绍了氨的催化反应，然而历年的高考却多次对这个知识点进行了深入的考查，涉及到氨作还原剂的一些其它反应。因此，在学习中有必要深化对氨的还原性的认识，本文对此进行适度的拓展与延伸。一. 氨在纯氧中燃烧 氨不能在空气中燃烧，但可以在纯氧中燃烧：（氧气置换氮气）。工业上制硝酸的氧化炉内，大部分氨发生催化氧化反应（生成NO），同时少部分氨发生上述氧化反应（生成N2） 例1. （2004年北京市理综题）资料显示：“氨气可在纯氧中安静燃烧”。某校化学小组学生设计图1装置（图中铁夹等夹持装置已略去）进行氨
2、气与氧气在不同条件下反应的实验。图1 （1）用装置A制取纯净、干燥的氨气，大试管内碳酸盐的化学式是_；碱石灰的作用是_。 （2）将产生的氨气与过量的氧气通到装置B（催化剂为铂石棉）中，用酒精喷灯加热： 氨催化氧化的化学方程式是_； 试管内气体变成红棕色，该反应的化学方程式是_。 停止反 应后，立即关闭B中两个活塞。一段时间后，将试管浸入冰水中，试管内气体颜色变浅，请结合化学方程式说明原因：_。 （3）将过量的氧气与A产生的氨气分别从a、b两管进气口通入到装置C中，并在b管上端点燃氨气： 两气体通入的先后顺序是_，其理由是_。 氨气燃烧的化学方程式是_。 解析：本题考查了NH3的制取、NH3的性
3、质、化学平衡等知识点，特别考查了NH3与O2在不同条件下所发生的反应。只有认真分析各装置特点，注意实验中的细节问题，才能完整正确地解答本题。 （1）加热(NH4)2CO3或NH4HCO3可以制取NH3，但反应同时也产生了CO2和H2O，所以碱石灰的作用是吸收H2O和CO2。（2）NH3在过量的O2和催化剂的作用下被催化氧化为NO：，因为O2过量，生成的NO与氧化反应生成红棕色的NO2：。 NO2气体中存在下列平衡：热量，降低温度平衡正向移动，部分红棕色NO2转化为无色的N2O4，所以气体颜色变浅。 （3）实验中应先通入O2，后通入NH3。若先通氨气，氨在空气中不能点燃，逸出造成污染。 二. 氨
4、被氯气氧化 氨与氯气不能共存： （1） 若氨过量，又有 （2） 总方程式为： （3） 由反应方程式可知，若起始时Cl2与NH3的物质的量（体积）之比不同，则反应后剩余气体的成分和体积各异。命题时常依据该反应编拟综合性讨论型计算题。 例2. （MCE1992）某温度下，在体积一定的密闭容器中适量的NH3（气）和Cl2（气）恰好完全反应。若反应产物只有N2（气）和NH4Cl（固），则反应前后容器中压强比应接近于（ ） A. 1：11B. 11：1 C. 7：11D. 11：7 解析：因为NH3（气）和Cl2（气）恰好完全反应，产物只有N2（气）和NH4Cl（固），应根据上述总反应的方程式计算。反应
5、前后气体的物质的量之比为11：1，在同温、同体积时，容器中的压强之比也为11：1。选B。三. 氨还原氧化铜 若将氨通过灼热的氧化铜，则发生反应：。氨能还原CuO，此原理可应用于实验制备氮气，再进一步制取氮化镁等化合物；还可以根据此原理测定铜的近似相对原子质量、测定氨分子的组成（即氮氢原子个数比）等实验。 例3. （MCE1994）氨跟氧化铜反应可以制备氮气（），而氮气跟镁在高温下反应可得到氮化镁，但氮化镁遇水即反应生成和NH3。下面是甲、乙两位学生提出的制备氮化镁的两种实验方案示意框图（实验前系统内空气已排除，图中箭头表示气体的流向）。 填空和回答问题：（1）甲、乙两生提出的实验方案是否能制得
6、氮化镁？（填“能”或“不能”）甲_，乙_。 （2）具体说明不能制得氮化镁的原因（如两个方案都能制得氮化镁，此小题不用回答）。 答：_。 解析：本题考查了学生处理信息和评价实验方案的能力，注意浓硫酸在装置中的作用和位置是解决问题的关键。 本题答案： （1）甲不能，乙能； （2）甲方案中反应产生的NH3全部被H2SO4吸收，不能进行后续反应。 例4. （1996年上海市高考第32题）实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量，反应的化学方程式为： 试回答：（1）如果选用测定反应物CuO和生成物H2O的质量（、）时，请用图2仪器设计一个简单的实验方案：图2 仪器连接的顺序（用字母编号表示，
7、仪器可重复使用）_； d中浓硫酸的作用是_，_； 实验完毕时观察到a中的现象是_； 列出计算Cu的相对原子质量的表达式_； 下列情况将使测定结果偏大的是_。（以下选择填空不限1个正确答案，均用字母编号填写） （a）CuO未全部还原为Cu （b）CuO受潮 （c）CuO中混有Cu （2）如果仍采用上述仪器装置，其他方案可选用测定的物理量有_。 （A）和（B）和 （C）和（D）和 解析：（1）根据实验原理和要求，需要制备干燥的NH3，再将NH3通过加热的CuO，测定生成水质量，测定中要防止空气中的水蒸汽造成实验误差。所选的仪器连接的顺序应为：bcacd；d中浓硫酸的作用是吸收未反应的氨防止空气中水
8、分进入干燥管；实验完毕时观察到a中的现象是固体由黑色转变为红色。 根据化学方程式列式计算得Cu的相对原子质量的表达式为。 根据Cu的相对原子质量的表达式可知，当算式中CuO的质量比实际参加反应的质量大，水的质量比实际生成的水的质量小时，测定结果偏大。本题答案为（a）、（c）。 （2）如果仍采用上述仪器装置，可以测定的物理还有Cu的质量，联立CuO的质量或H2O的质量都能求得Cu的相对原子质量。本题选（A）、（C）。四. 氨还原NO、NO2等氮的氧化物 氨与具有一定氧化性的NO、NO2在一定条件下能发生如下反应： （1） （2） 通过归中反应使NO和NO2转化成了无毒、无污染的N2，因此，这是治
9、理氮的氧化物造成的大气污染的理想方法之一。 例5. （1995年上海市化学题）在硝酸的生产过程所排放出来的气体中含有_和_，它们污染环境，现用氨催化还原法将它们转化为无毒气体_（填名称）直接排入空气中。写出有关的方程式_。 假设_和_物质的量之比恰好为1：1，则两者的混合物相当于一种酸酐。写出用烧碱溶液吸收这种酸酐的方程式_。 解析：硝酸的生产过程所排放出来的气体中含有NO和NO2，它们能与NH3发生归中反应生成氮气：，。 当NO和NO2的物质的量之比为1：1时，两者的混合物相当于亚硝酸的酸酐N2O3，N2O3与NaOH反应的化学方程式为： 例6. （MCE2000）在一定条件下，NO跟NH3
10、可以发生反应生成N2和H2O。现有NO和NH3的混合物1mol，充分反应后所得产物中，若经还原得到的N2比经氧化得到的N2多1.4g。 （1）写出反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目。 （2）若以上反应进行完全，试计算原反应混合物中NO与NH3的物质的量可能各是多少。 解析：（1） （2）6mol NO还原得到3mol N2，4mol NH3，氧化得到2mol N2，两者相差1mol N2。现相差1.4g，相当于0.3mol NO和0.2mol NH3反应。 依题意NO和NH3的总物质的量为1mol，其中必有一种为过量，所以有两种情况： 0.3mol NO和0.7mol NH3； 0.2mol NH3和0.8mol NO。 通过再现历届高考试题可以看出，氨的还原性是一个重要的知识点，也是高考热点。用心 爱心 专心 115号编辑 4
