氮气,化学式为N,为无色无味气体。氮气化学性质很不活泼,在高温高压及催化剂条件下才能和氢气反应生成氨气;在放电的情况下才能和氧气化合生成一氧化氮;即使Ca、Mg、Sr和Ba等活泼金属也只有在加热的情形下才能与其反应。氮气的这种高度化学稳定性与其分子结构有关。2个N原子以叁键结合成为氮气分子,包含1个σ键和2个π键,因为在化学反应中首先受到攻击的是π键,而在N分子中π键的能级比σ
低压氮气
氮气,化学式为N,为无色无味气体。氮气化学性质很不活泼,在高温高压及催化剂条件下才能和氢气反应生成氨气;在放电的情况下才能和氧气化合生成一氧化氮;即使Ca、Mg、Sr和Ba等活泼金属也只有在加热的情形下才能与其反应。氮气的这种高度化学稳定性与其分子结构有关。2个N原子以叁键结合成为氮气分子,包含1个σ键和2个π键,因为在化学反应中首先受到攻击的是π键,而在N分子中π键的能级比σ键低,打开π键困难,因而使N难以参与化学反应。查普塔尔在1790年将该元素命名为氮。该名称源自希腊语“nitre”(中含氮的)。

工业上的氨气是由氢气和氮气直接合成的:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)(反应条件为高温高压、催化剂)。氨气的合成是一个体积缩小的放热反应,增大体系压强和降低体系温度对合成反应有利。首先,空气中的氧被碳分子筛优先吸附,从而在气相中富集氮气。为连续获得氮气,需两个吸附塔交替工作。透过膜的气体组分不可能达到 的纯度。气体分离膜通常可分为多孔材质和非多孔材质,它们无机物(多孔玻璃、陶瓷、金属、电子导电性固体和钯合金等)或有机高分子(微孔聚乙烯、多孔醋酸纤维、均质醋酸纤维、聚硅氧烷橡胶和聚碳酸脂)组成。

常温下氮气难以与氧气反应,但在放电或者高温的条件下,可以与氧气反应:N2+O2=2NO。闪电能够使空气里的氮气转化为一氧化氮,是一种自然固氮。工业上的氨气是由氢气和氮气直接合成的:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)(反应条件为高温高压、催化剂)。氨气的合成是一个体积缩小的放热反应,增大体系压强和降低体系温度对合成反应有利。牧师卡文迪许和拉瓦锡也在差不多的同一时间独立地获得了氮。氮气首先被拉瓦锡(Lavoisier)认可为元素,他将其命名为“偶氮”,意思是“无生命”。

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