氮气的特殊性质

氮气的性质~

氮气是（无 )色（ 无）味的气体，，密度比客气（小 ），（ 不）溶于水，氮气的化学性质（稳定 ），可以做（ 保护）气

物理性质 氮气占空气总量的78.12%，二氧化碳，水汽和一些稀有气体占空气总量的0.93％，氧气20.95% 单质氮在常况下是一种无色无臭的气体，在标准情况下的气体密度是1.25g·dm-3，氮气在标准大气压下，冷却至-195.8℃时，变成没有颜色的液体，冷却至-209.86℃时，液态氮变成雪状的固体。 氮气在水里溶解度很小，在常温常压下，1体积水中大约只溶解0.02体积的氮气。它是个难于液化的气体。在水中的溶解度很小，在283K时，一体积水约可溶解0.02体积的N2。氮气在极低温下会液化成白色液体，进一步降低温度时，更会形成白色晶状固体。化学性质 氮气分子的分子轨道式为 ,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稳定的，氮气的相对分子质量是27。 检验方法： 将燃着的Mg条伸入盛有氮气的集气瓶，Mg条会继续燃烧 提取出燃烧剩下的灰烬（白色粉末Mg3N2），加入少量水，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体（氨气） 反应方程式 Mg3＋N2＝Mg3N2(氮化镁) Mg3N2＋H6O2＝3Mg(OH)2＋N2H3 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分子在图中曲线的最低点，这表明相对于其它氧化数的氮的化合物来讲，N2是热力学稳定状态。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（图中的虚线）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。在图中唯一的一个比N2分子值低的是NH4+离子。（详细氧化态－吉布斯自由能图请参照http://www.jky.gxnu.edu.cn/jpkc/kj/kj14.ppt） 由氮元素的氧化态-吉布斯自由能图和N2分子的结构均可以看出，单质N2不活泼，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： 在放电条件下，氮气才可以和氧气化合生成一氧化氮： 在水力发电很发达的国家，这个反应已用于生产硝酸。 N2与电离势小，而且其氮化物具有高晶格能的金属能生成离子型的氮化物。例如： N2 与金属锂在常温下就可直接反应： 6 Li + N2=== 2 Li3N N2与碱土金属Mg 、Ca 、Sr 、Ba 在炽热的温度下作用： 3 Ca + N2=== Ca3N2 N2与硼和铝要在白热的温度才能反应： 2 B + N2=== 2 BN （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。

物理性质：无色无嗅味气体，比空气稍轻，难溶于水

化学性质：氮原子有较强的非金属性，在氮分子中有共价叁键，键能大，所以氮气化学性质不活泼。但在高温下，破坏了共价键，氮气可跟许多物质反应

和氧气反应： N2+O22NO

和氢气反应： N2+3H22NH3

和活泼金属反应：3Mg+N2Mg3N2

用途：可用于合成氨，液氮气作冷冻剂，氮气可用于储藏粮食

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