工業(yè)氮氣的化學(xué)性質(zhì)

2020-02-27 15:36:14

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從氮元素的氧化態(tài)-吉布斯自由能圖還可以看出，除NH4離子外，氧化數(shù)為0的N2分子處于圖中曲線的低點，表明氮相對于其他氧化數(shù)的化合物。換句話說，N 2是熱力學(xué)穩(wěn)定的狀態(tài)結(jié)構(gòu)。氧化數(shù)在0到5之間的各種氮的化合物的值位于連接HNO3和N2兩點的線的上方（圖中的虛線）。因此，這些化合物是熱力學(xué)不穩(wěn)定的并且易于歧化。圖中比N2分子低的值之一是NH4離子。

正價氮為酸性，負價氮為堿性。

氮分子中的三鍵非常大，不容易被破壞。因此，其化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，并且氮組分僅在高溫高壓和催化劑的條件下才能與氫反應(yīng)形成氨。同時，由于氮分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，氰化物離子CN-和碳化鈣CaC2中的C22-和氮分子具有相似的結(jié)構(gòu)。

氮分子中存在氮和氮鍵，鍵能大（941 KJ / mol），因此加熱至3273K時僅能獲得0.1％的離解，并且氮分子是已知雙原子分子中穩(wěn)定的。氮是一氧化碳的等電子體，在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上有許多相似之處。

不同的反應(yīng)性金屬與氮的反應(yīng)不同。常溫下直接與堿金屬結(jié)合；通常需要在一定溫度下與堿土金屬結(jié)合；與其他元素的簡單反應(yīng)需要更高的反應(yīng)條件。

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