最后更新: 2025-10-26 21:23 查看: 18 次反馈能力测评会员8.2元/月赞助

氮、氮肥、氨气、硝酸、尿素

自然界中的氮元素以氮气、氮氧化物和硝酸盐等形式存在，人类对氮元素的利用，就是实现氮元素在不同物质之间的转化。氮肥是化学肥料中使用量很大的一类，为世界粮食增产做出了重大贡献。工业上生产氮肥的原理是什么？有哪些供农业使用的常见氮肥？让我们带着这些问题，先来认识氮及其重要化合物的性质吧

## 固氮
纯净的氮气是一种**无色、无味**的气体。氮气在101 kPa、—195.8℃时变成无色的液体。液氮不活泼，常被用作低温实验的**冷冻剂**。
大部分氮元素以游离态存在于空气中。游离态的氮气很难被植物吸收，而植物通常是从含氮化合物中获得氮元素的。采用天然或人工的方式，将空气中的游离态氮转化为化合态氮的过程称为固氮，固氮对植物生长尤为重要。

天然固氮有两种方式。一种是生物固氮，氮气在豆科植物的根瘤菌体内所含的固氮酶作用下还原为氨。另一种是大气固氮，在放电或高温下，空气中的氮气与氧气直接化合，生成无色的一氧化氮。一氧化氮难溶于水，在常温下很容易与空气中的氧气化合，生成**红棕色并有刺激性气味的二氧化氮**。二氧化氮**有毒**，易溶于水，溶于水后生成**硝酸**和**一氧化氮**。发生雷电时，大气中的氮转化为氮的氧化物，经降水生成极稀的硝态氮肥—硝酸，渗入土壤被植物根系吸收。

![图片](/uploads/2025-10/e993c2.jpg){width=400px}
 
 
![图片](/uploads/2025-10/788160.jpg){width=400px}

$$
\begin{gathered}
\mathrm{N}_2+\mathrm{O}_2 \xlongequal{\text { 放电 }} 2 \mathrm{NO} \\
2 \mathrm{NO}+\mathrm{O}_2=2 \mathrm{NO}_2 \\
3 \mathrm{NO}_2+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}=2 \mathrm{HNO}_3+\mathrm{NO}
\end{gathered}
$$

人工固氮目前主要通过工业合成氨来实现。氮气和氢气在高温、高压并有催化剂的条件下，直接化合生成氨。

$$
\mathrm{N}_2+3 \mathrm{H}_2 \underset{\text { 催化剂 }}{\stackrel{\text { 高温、高压 }}{\rightleftharpoons}} 2 \mathrm{NH}_3
$$

### 氮肥
氮肥对农作物生长起着非常重要的作用，施用氮肥能提高农产品的产量。工业上生产氮肥的主要原料就是人工固氮获得的氨.

![图片](/uploads/2025-10/4f336b.jpg){WIDTH=400PX}
 
 ## 氨和氨水
 氨（$NH_3$）是氮的氢化物，一般是无色、有刺激性气味的气体。氨冷却或加压后易被液化，液氨汽化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧下降，所以液氨常用作制冷剂.
 
> 的密度： $0.771 \mathrm{~g} \cdot \mathrm{~L}^{-1}(\mathrm{STP})$
熔点：$-77.75^{\circ} \mathrm{C}$
沸点：$-33.35^{\circ} \mathrm{C}$

### 氨的“喷泉”实验
**实验** 用干燥的圆底烧瓶集满氨，立即倒置烧瓶，将带有玻璃管（连有活塞）和胶头滴管（预先吸入水）的塞子塞紧瓶口，使玻璃管插入盛有水的烧杯里（水中预先加入少量酚酞试液）。如图3.11所示，安装好装置，挤压滴管的胶头，使少量水进入烧瓶后，打开活塞。观察并记录实验现象

![图片](/uploads/2025-10/5d721a.jpg){width=300px}
 
 氨极易溶于水，在常温常压下， 1 体积水约可溶解 700 体积的氨。氨的水溶液叫做氨水。氨水能使酚酞试液变红色，说明氨水显碱性。

氨溶于水中，大部分与水结合成一水合氨。一水合氨不稳定，受热后容易分解成氨和水。

$$
\begin{aligned}
& \mathrm{NH}_3+\mathrm{H}_2 \mathrm{O} \rightleftharpoons \mathrm{NH}_3 \cdot \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \\
& \mathrm{NH}_3 \cdot \mathrm{H}_2 \mathrm{O} \leftrig

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