氮气(N)的物理性质和化学性质是什么??
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时间:2022-06-03 17:00:36
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氮气(N)的物理性质和化学性质是什么???氮气的物理性质 氮气是一种无色无味气体,在空气中所占的比例约为78%(体积),并以蛋白质、氨气等氮化合物的形式在自然界中广泛存在。常温下无化学活性,不可与其它物质化合。工业上通过冷却空气,与氧气
氮气的物理性质
氮气是一种无色无味气体,在空气中所占的比例约为78%(体积),并以蛋白质、氨气等氮化合物的形式在自然界中广泛存在。常温下无化学活性,不可与其它物质化合。工业上通过冷却空气,与氧气、氩气等一同分离精制而成。
化学式 N2
分子量 28.01
气体密度 1.251kg/m3(0°C、1atm)
液态密度 0.809kg/・(沸点)
比重 0.97(空气=1)
沸点 77.4K(1atm)
熔点 63.3K(1atm)
临界温度 126K
临界压力 33.5atm、3.399MPa
蒸发热 47.7cal/g、199kJ/kg(沸点)
氮气的用途
氮可用于不同的商业应用中,它们包括:
化工工艺---用于惰性保护容器和对氧敏感的化学品,通过制造一个却氧的环境来减少安全隐患;通过管道驱动液体;以及制造氨。
食品---氮可以防止包装食品的氧化、霉菌生长、受潮以及害虫侵扰,从而延长了上架有效期;可快速冷冻;以及在运输过程中对易腐食品进行冷藏。
石油回收和精炼---提高回收效率和维持油库和蓄气库的压力;毯式惰性保护存储罐和装载/卸载产品;吹扫管道;以及从废水流中气提挥发性有机化合物(VOC)或者冷却排放流。
金属生产和加工---可以保护钢、铜和铝等金属在高温炉中进行退火、渗碳和烧结操作;冷却挤压膜;金属部件的冷缩配合;用于不锈钢管焊接的吹扫。此外,还用于等离子切割。
电子---用于防止半导体和印刷电路制造中的氧化;由于避免使用氟氯烃清洗剂,从而增强了溶剂的回收。
玻璃制造---用于冷却炉子的电极并防止制造中发生氧化;还用于降低空气温度达到最佳冷却效率。
研究和健康服务---冷冻和保藏血液、生理组织、精液和其它生物标本;在低温手术和皮肤医疗中冷冻并破坏带病组织;另外,还用于预冷或隔离核磁共振成像,节省成本更高的氦。
建筑---用于抑制混凝土的倾倒温度,防止产生裂缝;以及用于加固地基。
氮气的化学性质
氮元素是相当强的非金属,次于氟、氧、氯居第四位。N2分子中N≡N键能很大,达949千焦/摩,不易解离为原子,而表现出稳定性和化学惰性。高温或放电条件下分子中化学键破坏而能与多种元素反应。如与H2生成NH3;与Mg、Ca、Sr、Ba生成氮化物Mg3N2、Ca3N2等;与O2在电弧高温下少量反应生成NO,此反应吸热是O2与其它物质化合时所罕见的。对碱金属只易与锂化合成氮化锂Li3N,却不与其它碱金属直接反应。
氮气是一种无色无味气体,在空气中所占的比例约为78%(体积),并以蛋白质、氨气等氮化合物的形式在自然界中广泛存在。常温下无化学活性,不可与其它物质化合。工业上通过冷却空气,与氧气、氩气等一同分离精制而成。
化学式 N2
分子量 28.01
气体密度 1.251kg/m3(0°C、1atm)
液态密度 0.809kg/・(沸点)
比重 0.97(空气=1)
沸点 77.4K(1atm)
熔点 63.3K(1atm)
临界温度 126K
临界压力 33.5atm、3.399MPa
蒸发热 47.7cal/g、199kJ/kg(沸点)
氮气的用途
氮可用于不同的商业应用中,它们包括:
化工工艺---用于惰性保护容器和对氧敏感的化学品,通过制造一个却氧的环境来减少安全隐患;通过管道驱动液体;以及制造氨。
食品---氮可以防止包装食品的氧化、霉菌生长、受潮以及害虫侵扰,从而延长了上架有效期;可快速冷冻;以及在运输过程中对易腐食品进行冷藏。
石油回收和精炼---提高回收效率和维持油库和蓄气库的压力;毯式惰性保护存储罐和装载/卸载产品;吹扫管道;以及从废水流中气提挥发性有机化合物(VOC)或者冷却排放流。
金属生产和加工---可以保护钢、铜和铝等金属在高温炉中进行退火、渗碳和烧结操作;冷却挤压膜;金属部件的冷缩配合;用于不锈钢管焊接的吹扫。此外,还用于等离子切割。
电子---用于防止半导体和印刷电路制造中的氧化;由于避免使用氟氯烃清洗剂,从而增强了溶剂的回收。
玻璃制造---用于冷却炉子的电极并防止制造中发生氧化;还用于降低空气温度达到最佳冷却效率。
研究和健康服务---冷冻和保藏血液、生理组织、精液和其它生物标本;在低温手术和皮肤医疗中冷冻并破坏带病组织;另外,还用于预冷或隔离核磁共振成像,节省成本更高的氦。
建筑---用于抑制混凝土的倾倒温度,防止产生裂缝;以及用于加固地基。
氮气的化学性质
氮元素是相当强的非金属,次于氟、氧、氯居第四位。N2分子中N≡N键能很大,达949千焦/摩,不易解离为原子,而表现出稳定性和化学惰性。高温或放电条件下分子中化学键破坏而能与多种元素反应。如与H2生成NH3;与Mg、Ca、Sr、Ba生成氮化物Mg3N2、Ca3N2等;与O2在电弧高温下少量反应生成NO,此反应吸热是O2与其它物质化合时所罕见的。对碱金属只易与锂化合成氮化锂Li3N,却不与其它碱金属直接反应。
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