氮气化学性质和用途介绍
氮气化学性质和用途介绍
气体的作用都是不可小视的,那么今天这种高纯氮气,我们先来了解一下它的化学性质,只有这样,才能更深入的了解高纯氮气这项气体的性质,首先,气体大部分都是无色透明的,这是一个基本的常识,但是高纯氮气组成的气体会是什么样子的呢,今天我们一起来了解一下。
由氮元素的氧化态-吉布斯自由能图也可以看出,除了NH4+离子外,氧化数为0的N2分子在图中曲线的低点,这表明相对于其它氧化数的氮的化合物来讲的话,N2是热力学稳定状态结构。氧化数为0到+5之间的各种氮的化合物的值都位于HNO3和N2两点的连线的上方,因此,这些化合物在热力学上是不稳定的,容易发生歧化反应。
由氮分子中三键键能很大,不容易被破坏,因此其化学性质十分稳定,只有在高温高压并有催化剂存在的条件下,氮气可以和氢气反应生成氨。
高纯氮气厂家介绍氮化物反应。氮化镁与水反应:Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑在放电条件下,氮气才可以和氧气化合生成一氧化氮:N2+O2=放电=2NO一氧化氮与氧气迅速化合,生成二氧化氮2NO+O2=2NO2二氧化氮溶于水,生成硝酸,一氧化氮3NO2+H2O=2HNO3+NO五氧化二氮溶于水,生成硝酸,N2O5+H2O=2HNO3
活泼金属反应。N2与金属锂在常温下就可直接反应:6Li+N2===2Li3NN2与碱土金属Mg、Ca、Sr、Ba在炽热的温度下作用:3Ca+N2=△=Ca3N2N2与镁条反应:3Mg+N2=点燃=Mg3N2(氮化镁)
非金属反应,N2与氢气反应制氨气:N2+3H2?2NH3(高温高压催化剂)N2与硼要在白热的温度才能反应:2 B+N2===2BN(大分子化合物)N2与硅和其它族元素的单质一般要在高于1473K的温度下才能反应。
人类能够有效利用氮气的主要途径是合成氨,但要求条件很高。近年来,人们在竭力弄清植物固氮的机理,争取用化学的方法模拟生物固氮,来实现当温和条件下开发利用空气中的氮资源。
氮主要用于合成氨,反应式为N?+3H?=2NH?(条件为高压,高温、和催化剂。反应为可逆反应)还是合成纤维(锦纶、腈纶),合成树脂,合成橡胶等的重要原料。 氮是一种营养元素还可以用来制作化肥。例如:碳酸氢铵NH4HCO3,氯化铵NH4Cl,硝酸铵NH4NO3等等。
由于氮的化学惰性,常用作保护气体,如:瓜果,食品,灯泡填充气。以防止某些物体暴露于空气时被氧所氧化,用氮气填充粮仓,可使粮食不霉烂、不发芽,长期保存。液氮还可用作深度冷冻剂。
作为冷冻剂在医院做除斑,包,豆等的手术时常常也使用,即将斑,包,豆等冻掉,但是容易出现疤痕,并不建议使用。高纯氮气用作色谱仪等仪器的载气。用作铜管的光亮退火保护气体。跟高纯氦气、高纯二氧化碳一起用作激光切割机的激光气体。
高纯氮气也作为食品保鲜保护气体的用途。在化工行业,氮气主要用作保护气体、置换气体、洗涤气体、安全保障气体。用作铝制品、铝型材加工,铝薄轧制等保护气体。用作回流焊和波峰焊配套的保护气体,提高焊接质量。用作浮法玻璃生产过程中的保护气体,防锡槽氧化。
氮气的性质和用途有什么联系
氮在常况下是一种无色无味无臭的气体,且通常无毒。氮气占大气总量的78.12%(体积分数),在标准情况下的气体密度是1.25g/L,氮气在水中溶解度很小,在常温常压下,1体积水中大约只溶解0.02体积的氮气。氮气是难液化的气体。氮气在极低温下会液化成无色液体,进一步降低温度时,更会形成白色晶状固体。在生产中,通常采用黑色钢瓶盛放氮气。
对成键有贡献的是三对电子,即形成两个π键和一个σ键。
对成键没有贡献,成键与反键能量近似抵消,它们相当于孤电子对。由于N2分子中存在叁键N≡N,所以N2分子具有很大的稳定性,将它分解为原子需要吸收941.69kJ/mol的能量。N2分子是已知的双原子分子中最不活泼的,氮气的相对分子质量是28。不易燃烧且不支持燃烧。
氮气性质高中化学
氮气的物理性质:一种无色无味的气体,难于液化。溶解度很小,常压下在283K时一体积水可溶解0.02体积的氮气。化学性质:正价氮呈酸性,负价氮呈碱性。与碱金属在常温下直接化合;与碱土金属—般需要在髙温下化合;与其他族元素的单质反应则需要更高的反应条件。
一、物理性质
氮气在常况下是一种无色无味的气体,熔点是63K,沸点是77K,临界温度是126K,难于液化。溶解度很小,常压下在283K时一体积水可溶解0.02体积的氮气。
氮气是难液化的气体。氮气在极低温下会液化成无色液体,进一步降低温度时,更会形成白色晶状固体。在生产中,通常采用黑色钢瓶盛放氮气。
二、化学性质
正价氮呈酸性,负价氮呈碱性。由氮分子中三键键能很大,不容易被破坏,因此其化学性质十分稳定,只有在高温高压并有催化剂存在的条件下,氮气成分可以和氢气反应生成氨。同时,由于氮分子的化学结构比较稳定,氰根离子CN-和碳化钙CaC2中的C22-和氮分子结构相似。
氮分子中存在氮氮叁键,键能很大(941KJ/mol),以至于加热到3273K时仅有0.1%离解,氮分子是已知双原子分子中最稳定的。氮气是CO的等电子体,在结构和性质上有许多相似之处。
不同活性的金属与氮气的反应情况不同。与碱金属在常温下直接化合;与碱土金属—般需要在髙温下化合;与其他族元素的单质反应则需要更高的反应条件。
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