发布网友 发布时间:2024-04-01 18:27
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热心网友 时间:2024-06-13 05:57
氮气物理性质:无色、无味的气体,难溶于水;化学性质:化学性质不活泼,不燃烧、也不支持燃烧。
一、氮气的物理性质
1、氮气是一种无色无味的气体,它是空气的主要成分之一,占空气体积的78.08%。氮气的相对分子质量为28,比空气稍轻,密度为1.25 g/L(0℃,101.3 kPa)。
2、氮气的熔点为-210℃,沸点为-195.8℃,临界温度为-147.1℃,临界压力为3.4 MPa。氮气在常压下很难液化,需要用高压或低温的方法才能制得液态氮。液态氮是一种无色透明的液体,密度为0.808 g/mL(-196℃)。
3、氮气的溶解性很小,常压下在20℃时,一升水只能溶解15 mL的氮气。水中溶解的氮气对水生生物有重要作用,它可以提供水中的溶解氧和缓冲作用。
水中溶解的氮气也会受到温度、压力、盐度等因素的影响,当水温升高或压力降低时,水中溶解的氮气会逸出水面。这就是为什么开水会冒泡或者潜水员上升时会出现减压病的原因之一。
二、氮气的化学性质
1、氮气的化学性质不活泼,常温下很难与其他物质发生化学反应。这是因为氮分子中存在三个共价键,键能很大,使得两个氮原子紧密结合在一起。要破坏这个三键需要很高的温度或能量,在常温下,大多数物质都不能与之反应。
2、在高温、高压或有催化剂存在的条件下,氮分子可以与某些物质发生化学变化,生成一些对人类有用的新物质。氮分子可以与氢分子反应生成 氨 ,这是工业上合成 氨 的主要方法。反应式为:N2+3H2⇌2NH3。
3、在高温并有磷催化剂存在的条件下,氮分子可以与乙炔反应生成 氰乙烯 ,这是合成氰胺酸 和 聚腈 等重要有机化合物的原料。反应式为:N2+2C2H2→2CH2=CH−CN
4、在高温并有金属钠催化剂存在的条件下,氮分子可以与苯反应生成苯基硝基 ,这是制造硝基苯和苯胺等重要有机化合物的原料。
氮气的四大应用领域
1、金属加工
光亮淬火、光亮退火、渗氮、氮碳共渗、软碳化等热处理的氮气源,焊接及粉末冶金烧结过程中的保护气等。
2、化工合成
氮主要用于合成氨,反应式为N2+3H2=2NH3(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。
3、电子工业
大规模集成电路、彩电显像管、电视机和收录机元件及半导体元件处理的氮气源。
4、冶金工业
连铸、连轧、钢材退火的保护气;转炉顶底复合吹氮炼钢,转炉炼钢的密封,高炉炉顶的密封,高炉炼铁煤粉喷吹用气等。