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氮气化学性质 氮气的三大化学性质

 科学高分君 2020-06-04

氮气的化学性质一般较稳定,可用做一般反应的保护气,但在某些条件也能与一些物质发生化学反应,比如在高温高压的条件下与氢气合成氨,在放电的情况下与氧气反应形成氮的氧化物,也可以使某些活泼的金属燃烧从而形成金属的氮化物,如Mg3N2,Na3N等。

一、氮气的化学性质

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(941 KJ/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。

氮气分子结构

二、氮气的三大化学性质

1. 和氧气反应

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

2. ereksjonspiller.com 和氢气反应

N2+3H2=2NH3(高温高压催化剂)

说明:在高温、高压和有催化剂存在的条件下,N2与H2可以直接化合,生成氨(NH3),并放出热量;同时,NH3也会分解成N2和H2.这个反应是个可逆反应.

工业上利用这一反应原理合成氨.

3. 和活泼金属反应

氮气不活泼,很少会和其它物质反应。但也有特殊的,如会和金属镁反应。

反应方程式为:3Mg+N2=点燃=Mg3N2(氮化镁)

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。上述只是列举了初中化学常见的氮气反应。氮气知识在课本中虽介绍不多 ,但由于它是组成空气的主要成分 ,并且与氧气的化学性质正好相反 ,因此 ,在近几年中考试题中,有关考查氮气知识的试题屡屡出现。下来我们通过一道试题来回顾氮气的化学性质。

氮气

三、氮气的用途

1.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。

2.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。

3.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。

4.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。

5.氮气也作为食品保鲜保护气体的用途。

6.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。

氮气的用途

【例题】在化学反应N2+H2 (高温高压+催化剂)=2NH3中,N2的性质为(  )

A、氧化性

B、还原性

C、既有氧化性,又有还原性

D、既无氧化性,也无作还原性

【分析】氮元素化合价0价变化为-3价,化合价降低做氧化剂被还原.

【解答】解:在上述化学反应中,氮元素化合价0价变化为-3价,化合价降低做氧化剂被还原,N2的性质为氧化性,

故选A.

总结:氮气的化学性质比较稳定,主要的化学反应分为三类:和氧反应、和氢气反应、和活泼金属反应。

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