氮氣- 維基百科,自由的百科全書
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關於氮元素,請見「氮」。
... 氮氣是氮的單質形式,化學式為N2。
氮氣是地球大氣中所佔比例最高的氣體,佔有78.3%(其次為氧氣的20.99 ...
氮氣
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此條目介紹的是由氮元素組成的N2氣體。
關於氮元素,請見「氮」。
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氮氣
IUPAC名Dinitrogen
別名
Diatomicnitrogen
識別
CAS號
7727-37-9
SMILES
N#N
性質
化學式
N2
摩爾質量
28.01g·mol−1
若非註明,所有數據均出自一般條件(25℃,100kPa)下。
氮氣是氮的單質形式,化學式為N2。
氮氣是地球大氣中所佔比例最高的氣體,佔有78.3%(其次為氧氣的20.99%)。
一般而言,氮氣不可燃亦不可助燃,但是對於鎂來說,它可以助燃。
3
Mg
+
N
2
⟶
Mg
3
N
2
{\displaystyle{\ce{3Mg+N2->Mg3N2}}}
製備[編輯]
工業法:液態空氣分餾,
N
2
{\displaystyle{\ce{N2}}}
沸點低於
O
2
{\displaystyle{\ce{O2}}}
先汽化,但無法得純
N
2
{\displaystyle{\ce{N2}}}
。
也可以通過機械方法(例如加壓反滲透膜和變壓吸附法(英語:PressureSwingAdsorption))處理氣態空氣得到氮氣。
商品化氮氣常常是製作工業用氧氣時的副產品。
工業氮氣被壓縮後都用黑色鋼瓶裝,常被稱為OFN(oxygen-freenitrogen,無氧氮氣)。
[1]
實驗法:
1.氯化銨混合亞硝酸鈉加熱:[2]
NH
4
Cl
+
NaNO
2
⟶
N
2
+
NaCl
+
2
H
2
O
{\displaystyle{\ce{NH4Cl+NaNO2->N2+NaCl+2H2O}}}
(純度高)
此反應也會產生少量
NO
{\displaystyle{\ce{NO}}}
和
HNO
3
{\displaystyle{\ce{HNO3}}}
,將氣體產物通過混有二鉻酸鉀的液態硫酸可以去除。
[2]
2.純空氣通過灼熱銅粉或銅絲網去氧:
4
N
2
+
O
2
+
2
Cu
⟶
2
CuO
+
4
N
2
{\displaystyle{\ce{4N2+O2+2Cu->2CuO+4N2}}}
(純度低)
3.氨氣通過灼熱氧化銅:
2
NH
3
+
3
CuO
⟶
3
Cu
+
3
H
2
O
+
N
2
{\displaystyle{\ce{2NH3+3CuO->3Cu+3H2O+N2}}}
高純度的氮氣可以通過疊氮化鋇或疊氮化鈉的熱分解反應得到:
2
NaN
3
⟶
2
Na
+
3
N
2
{\displaystyle{\ce{2NaN3->2Na+3N2}}}
[3]
氮氣的用途[編輯]
廉價又安定的保護氣,用於金屬煉製及高溫合成時的簡單保護性氛圍(但其穩定性不及氦氣及氬氣);高溫下用於合成氮化物(如氮化矽陶瓷、氮化硼等)。
其化合物亦有用於農業,如氮肥。
液態氮有時用於冷卻。
此外,氮氣是包裝食品的填充氣體,用於保持包裝外形避免擠壓損壞,同時更重要的,隔絕氧氣而使食物不變壞。
氮氣在生命形成的保護中起重要意義,氮氣化學性質穩定,不像其他氣體太活躍容易破壞生物結構,但又在大氣中起到阻擋太空粒子及隕石沖擊作用,而其分子重量,與氧氣相約且比氧氣輕,不會使氧氣被排到太高的空中或太過聚集於地球表面。
而且其溫室效應不明顯,不會使地球表面溫度太高。
因此給生物提供了一個適合生長和進化的穩定環境。
可以利用氮氣在鐵催化劑存在之下與氫氣反應,生成氨。
這叫做哈柏法。
N
2
+
3
H
2
↽
−
−
⇀
2
NH
3
{\displaystyle{\ce{N2+3H2<=>2NH3}}}
氨可以用於肥料和其他化合物的合成。
參考資料[編輯]
^Reich,Murray.;Kapenekas,Harry.NitrogenPurfication.PilotPlantRemovalofOxygen.Industrial&EngineeringChemistry.1957,49(5):869–873.doi:10.1021/ie50569a032.
^2.02.1Bartlett,J.Kenneth.Analysisfornitritebyevolutionofnitrogen:Ageneralchemistrylaboratoryexperiment.JournalofChemicalEducation(AmericanChemicalSociety(ACS)).1967,44(8):475.ISSN 0021-9584.doi:10.1021/ed044p475.
^Eremets,M.I.;Popov,M.Yu.;Trojan,I.A.;Denisov,V.N.;Boehler,R.;Hemley,R.J.Polymerizationofnitrogeninsodiumazide.TheJournalofChemicalPhysics(AIPPublishing).2004-06-08,120(22):10618–10623.ISSN 0021-9606.doi:10.1063/1.1718250.
閱論編以雙原子分子形式存在的元素單質常見
氫氣H2
氮氣N2
氧氣O2
氟氣F2
氯氣Cl2
溴氣Br2
碘氣I2
罕見
氦二聚體He2
二鋰Li2
雙原子碳C2
氖二聚體Ne2
二鈉(法語:Disodium)Na2
二磷P2
二硫S2
氬二聚體(法語:Dimèred'argon)Ar2
鉻Cr2
二銣(英語:dirubidium)Rb2
鉬二聚體(法語:Dimolybdène)Mo2
鎢W2
砹At2
鈾U2
奇異
雙電子偶素Ps2
雙緲子偶素Mu2
取自「https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=氮氣&oldid=68712721」
分類:氮的同素異形體氣體同核雙原子分子1770年代發現的物質隱藏分類:自2020年5月需要從法語維基百科翻譯的條目需要從法語維基百科翻譯的條目有CAS號重定向的物質條目無附加數據頁的化學條目
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