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氮气

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氮元素在自然界中的存在形式:

既有游离态又有化合态。空气中含N278%(体积分数)或75%(质量分数);化合态氮存在于多种无机物和有机物中,氮元素是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素

  • 氮气的物理性质和化学性质:

    (1)物理性质:纯净的氮气是无色气体,密度比空气略小,氮气在水中的溶解度很小,在常压下101kPa,-195.8℃氮气变成无色液体,-209.9℃变成雪花状固体。氮气的分子结构:氮分子(N2)的电子式为,结构式为N≡N,由于N2分子中的N≡N键很牢固,所以通常情况下,氮气的化学性质稳定、不活泼。
    (2)化学性质:氮分子化合价为0价,既可以升高也可以降低,说明氮气既有氧化性又有还原性。
    ①N2与H2化合生成NH3
    说明:该反应是一个可逆反应,是工业合成氨的原理。
    ②N2与金属反应(Mg Ca Sr Ba)反应:
    ③N2与O2化合生成NO:
    说明:在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应。

  • 氮气的用途:

    ①合成氨,制硝酸;
    ②代替稀有气体作焊接金属时的保护气,以防止金属被空气氧化;
    ⑧在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发;
    ④保存粮食、水果等食品,以防止腐烂;
    ⑤医学上用液氮作冷冻剂,以便在冷冻麻醉下进行手术;
    ⑥利用液氮制造低温环境,使某些超导材料获得超导性能。

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