氮氣的物理性質和化學性質都有哪些

氮氣，通常狀況下是一種無色無味的氣體，且通常無毒。氮氣占大氣總量的78.12%（體積分數），是空氣的主要成份。在標準大氣壓下，冷卻至-195.8℃時，變成沒有顏色的液體，冷卻至-209.86℃時，液態氮變成雪狀的固體。

氮氣物理性質

氮氣在水里溶解度很小，在常溫常壓下，1體積水中大約只溶解0.02體積的氮氣。它是個難于液化的氣體。在水中的溶解度很小，在283K時，一體積水約可溶解0.02體積的N2,氮氣在極低溫下會液化成白色液體，進一步降低溫度時，更會構成白色晶狀固體。在消費中，通常采用灰色鋼瓶盛放氮氣。

氮氣的化學性質

盡管氮氣是一種惰性氣體，但在一定條件下，它也可以與其他元素或化合物發生反應。例如，在高溫和高壓下，氮氣可以與氫氣反應生成氨氣，這是一種重要的化學反應，廣泛應用于化肥、炸藥等工業領域。

此外，氮氣還可以與一些金屬元素發生反應，形成氮化物。例如，氮氣與鎂反應可以生成氮化鎂，這是一種重要的化工原料。

氮氣還可以用于保護金屬表面，防止金屬被氧化或腐蝕。氮氣作為一種惰性氣體，可以在金屬表面形成一層保護膜，從而延長金屬的使用壽命。

氮化物反應

氮化鎂與水反應：Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑

在放電條件下，氮氣才可以和氧氣化合生成一氧化氮：N2+O2=放電=2NO

一氧化氮與氧氣迅速化合，生成二氧化氮2NO+O2=2NO2

二氧化氮溶于水，生成硝酸，一氧化氮3NO2+H2O=2HNO3+NO

五氧化二氮溶于水，生成硝酸，N2O5+H2O=2HNO3

氮和活潑金屬反應

N2 與金屬鋰在常溫下就可直接反應： 6 Li + N2=== 2 Li3N

N2與堿土金屬Mg 、Ca 、Sr 、Ba 在熾熱的溫度下作用： 3 Ca + N2=== Ca3N2

N2與鎂條反應：3Mg+N2=點燃=Mg3N2(氮化鎂)

氮和非金屬反應

N2與氫氣反應制氨氣：N2+3H2===（可逆符號）2NH3

N2與硼要在白熱的溫度才能反應： 2 B + N2=== 2 BN （大分子化合物）

N2與硅和其它族元素的單質一般要在高于1473K的溫度下才能反應。

氮氣的用途

1. 工業保護氣體：由于氮氣具有穩定性、無毒、無腐蝕性等優點，被廣泛用作工業生產中的保護氣體。在金屬焊接、熱處理、電子工業、石油化工等領域，氮氣被用作保護氣體，防止金屬或電子器件氧化或腐蝕。

2. 食品工業：氮氣在食品工業中也有廣泛應用。在食品包裝中充入氮氣可以防止食品氧化變質，延長食品的保質期。同時，氮氣也是一種惰性氣體，可以用于食品的加工和保存，保持食品的新鮮度和口感。

3. 航空航天：氮氣在航空航天領域也有著重要的應用。例如，飛機輪胎的充氣需要使用純度較高的氮氣，以保證飛機的安全性能。此外，在太空站中，氮氣也是重要的呼吸氣體和保護氣體之一。