氨气与硫酸的反应是酸碱中和反应的典型案例,二者因物质的量比例不同,会生成两种不同的盐类产物,对应的化学方程式也存在明确差异。
作为常见的碱性气态化合物,氨气$\\ce{NH_{3}}$中的氮原子含有孤电子对,能结合质子$\\ce{H^{+}}$显示碱性;硫酸$\\ce{H_{2}SO_{4}}$是二元强酸,在反应中可提供质子。当氨气与硫酸发生反应时,若氨气的量相对较少、硫酸过量,氨分子只能结合硫酸电离出的一个$\\ce{H^{+}}$,生成酸式盐硫酸氢铵,此时的化学方程式为:$\\ce{NH_{3} + H_{2}SO_{4} = NH_{4}HSO_{4}}$。
若氨气的量充足、硫酸不足,两分子氨分子可结合硫酸电离出的两个$\\ce{H^{+}}$,生成稳定的正盐硫酸铵,对应的化学方程式为:$\\ce{2NH_{3} + H_{2}SO_{4} = (NH_{4})_{2}SO_{4}}$。
这两种反应在实际场景中均有应用。工业制备铵盐肥料时,可通过氨气与硫酸的通入比例,定向得到硫酸铵或硫酸氢铵;实验室处理少量氨气泄漏时,也常用浓硫酸吸收,通过氨气的量判断产物类型。
从反应本质来看,论是生成酸式盐还是正盐,核心都是氨分子结合硫酸电离出的质子,形成铵根离子的过程。这两个化学方程式清晰呈现了氨气与硫酸反应的核心规律——反应物的量决定产物的类型。
