作业帮氮气有什么物理和化学的性质?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/09/29 16:11:02
氮气有什么物理和化学的性质?
氮气有什么物理和化学的性质?
氮气有什么物理和化学的性质?
物理性质：
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,熔点63K,沸点75K,临界温度为126K,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.通常市场上供应的氮气都盛于黑色气体瓶中保存.
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.
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
3Mg＋N2＝Mg3N2(氮化镁)
Mg3N2＋6H2O＝3Mg(OH)2＋2NH3
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.
有一点氮气常温常压下就可和金属锂作用生成氮化锂（离子型化合物）