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氮气

简介—— 基本信息:中文名:氮气英文名:Nitrogen化学式:N2相对分子质量:28.013化学性质:不活泼CAS登录号:7727-37-9EINECS登录号:231…

  • 工业气体

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基本信息:

中文名:氮气

英文名:Nitrogen

化学式:N2

相对分子质量:28.013

化学性质:不活泼

CAS登录号:7727-37-9

EINECS登录号:231-783-9

发现者:亨利·卡文迪许

命名者:安托万-洛朗·拉瓦锡



化学性质

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(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..的一个比N2分子值低的是NH4+离子。

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。

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

氮和活泼金属反应

N2 与金属锂在常温下就可直接反应:6Li + N2 === 2Li3N

N2与碱土金属Mg 、Ca 、Sr 、Ba 在炽热的温度下作用: 3Ca + N2 =△= Ca3N2

N2与镁条反应:3Mg+N2=点燃=Mg3N2(氮化镁)

氮和非金属反应

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。



 技术指标

 

物理性质

氮气在常况下是一种无色无味的气体,且通常无毒。氮气占空气总量的78.12%(体积分数),在标准情况下的气体密度是1.25g/L,氮气难溶于水,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。其他物理性质见下表:


项 目
化学式
相对分子质量
CAS登录号
EINECS登录号
英文名称
熔点
沸点,101.325kPa(1atm)时
临界温度
临界压力
临界体积
临界密度
临界压缩系数
液体密度,-180℃时
液体热膨胀系数,-180℃时
表面张力,-210℃时
气体密度,101.325 kPa(atm)和70F(21.1℃)时
气体相对密度,101.325 kPa(1atm)和70F时(空气=1)
汽化热,沸点下
熔化热,熔点下
气体定压比热容cp,25℃时
气体定容比热容cv,25℃时
气体比热容比,cp/cv
液体比热容,-183℃时
固体比热容,-223℃时
溶解度参数
液体摩尔体积
在水中的溶解度,25℃时
气体黏度,25℃时
液体黏度,-150℃时
气体热导率,25℃ 时
液体热导率,-150℃时
属 性
N2
28.013
7727-37-9
231-783-9
Nitrogen
63.15K,-210℃
77.35K,-195.8℃
126.1K,-147.05℃
3.4MPa,33.94bar,33.5atm,492.26psia
90.1cm3/mol
0.3109g/cm3
0.292
0.729g/cm3
0.00753 1/℃
12.2×10-3 N/m,12.2dyn/cm
1.160kg/m3,0.0724 lb/ft3
0.967
202.76kJ/kg,87.19 BTU/1b
25.7kJ/kg,11.05 BTU/1b
1.038kJ/(kg· k),0.248 BTU/(1b·R)
0.741kJ/(kg· k),0.177 BTU/(1b·R)
1.401
2.13kJ/(kg·k),0.509 BTU/(1b·R)
1.489kJ/(kg·k),0.356 BTU/(1b·R)
9.082(J/cm3 )0.5
34.677cm3 /mol
17.28×10-6(w)
175.44×10-7Pa·s,175.44μP
0.038mPa ·s,0.038 cp
0.02475W/(m · K)

0.0646W/(m · K)