氮气的用途有哪些？氮气的化学性质

氮气的用途有哪些?

1：电灯泡的保护气

在国民经济和日常生活中，氮气有广泛的用途。首先，利用它“性格孤独”的特点，我们将它充灌在电灯泡里，可防止钨丝的氧化和减慢钨丝的挥发速度，延长灯泡的使用寿命。还可用它来代替惰性气体作焊接金属时的保护气。

2：真空储存，防止害虫

在博物馆里，常将一些贵重而稀有的画页、书卷保存在充满氮气的圆筒里，这样就能使蛀虫在氮气中被闷死。利用氮气使粮食处于休眠和缺氧状态、代谢缓慢，可取得良好的防虫、防霉和防变质效果，粮食不受污染，管理比较简单，所需费用也不高，故近年来进展较快。目前，日本和意大利等国已进入小型生产试验阶段。近年来。我国不少地区也应用氮气来保存粮食，叫做“真空充氮贮粮”，亦可用来保存水果等农副产品。

2：医疗用途：冷冻麻醉剂

利用液氮给手术刀降温，就成为“冷刀”。医生用“冷刀”做手术，可以减少出血或不出血，手术后病人能更快康复。使用液氮为病人治疗皮肤病，效果也很好。这是因为液氮的气化温度是-195.8℃，因此，用来治疗表浅的皮肤病常常很容易使病变处的皮肤坏死、脱落。过去皮肤科常以“干冰”治疗血管瘤，用意虽然相同，但冷度远不及液氮。医治肺结核的“人工气胸术”，也是把氮气(或空气)打进肺结核病人的胸腔里，压缩有病灶的肺叶，使它得到休息。

4：化学原料：制硝酸、化肥的原料

现在，人们还利用液氮产生的低温，来保存良种家畜的精子，贮运各地，解冻后再用于人工授精。如广西省水产研究所试用液态氮保藏鲵鱼精液，获得成功。氮气还是一一种重要的化工原料，可用来制取多种化肥，炸药等等。

氮是“生命的基础”，它不仅是庄稼制造叶绿素的原料，而且是庄稼制造蛋白质的原料，据统计，全世界的庄稼，在一年之内，要从土壤里摄取四千多万吨氮。

科学家对氮气抱有很大的希望，他们认为;根瘤菌之所以有一套巧夺天工的妙法，能把空气中的氮直接捕捉下来变成氮肥。是因为它体内有一种固氮酶，这种酶就是捕捉氮气的能手，倘若我们能用化学的方法人工合成大量的固氨酶，岂不轻而易举地巧将氮气变氮肥了吗?

5：防爆胎 制作灭火器

氮气的的冷冻效果，可以防止汽车在温度过高的情况下保胎。也可以用来制作灭火器。

氮气的化学性质

物理性质：无色无味气体 密度1.251kg/m3 :通常状况下是无色无味的气体,难溶于水.密度比空气密度略少.

化学性质：氮气的化学性质不活泼,常温下难与其他物质发生化学反应.在当改变条件时,如在调温下可与其他物质发生化学反应。

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。