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什么是氮?dú)猓康獨(dú)獾男再|(zhì)和用途是什么？
2019-6-12 15:23:10
氮?dú)?/a>，常況下是一種無色無味無嗅的氣體，且通常無毒。氮?dú)庹即髿饪偭康?8.12%（體積分?jǐn)?shù)），是空氣的主要成份。常溫下為氣體，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冷卻至-195.8℃時(shí)，變成沒有顏色的液體，冷卻至-209.86℃時(shí)，液態(tài)氮變成雪狀的固體。氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，常溫下很難跟其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，但在高溫、高能量條件下可與某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化，用來制取對(duì)人類有用的新物質(zhì)。
物理性質(zhì)
氮在常況下是一種無色無味無臭的氣體，且通常無毒。氮?dú)?/a>占大氣總量的78.12%（體積分?jǐn)?shù)），在標(biāo)準(zhǔn)情況下的氣體密度是1.25g/L，氮?dú)庠谒腥芙舛群苄。诔爻合拢?體積水中大約只溶解0.02體積的氮?dú)狻５獨(dú)馐请y液化的氣體。氮?dú)?/b>在極低溫下會(huì)液化成無色液體，進(jìn)一步降低溫度時(shí)，更會(huì)形成白色晶狀固體。在生產(chǎn)中，通常采用黑色鋼瓶盛放氮?dú)狻Ｆ渌锢硇再|(zhì)見下表：| 項(xiàng) 目 | 屬 性 |
| 化學(xué)式 | N2 |
| 相對(duì)分子質(zhì)量 | 28.013 |
| 熔點(diǎn) | 63.15K，-210℃ |
| 沸點(diǎn)，101.325kPa（1atm）時(shí) | 77.35K，-195.8℃ |
| 臨界溫度 | 126.1K，-147.05℃ |
| 臨界壓力 | 3.4MPa，33.94bar，33.5atm，492.26psia |
| 臨界體積 | 90.1cm3/mol |
| 臨界密度 | 0.3109g/cm3 |
| 臨界壓縮系數(shù) | 0.292 |
| 液體密度，-180℃時(shí) | 0.729g/cm3 |
| 液體熱膨脹系數(shù)，-180℃時(shí) | 0.00753 1/℃ |
| 表面張力，-210℃時(shí) | 12.2×10-3 N/m，12.2dyn/cm |
| 氣體密度，101.325 kPa(atm)和70F(21.1℃)時(shí) | 1.160kg/m3，0.0724 lb/ft3 |
| 氣體相對(duì)密度，101.325 kPa(1atm)和70F時(shí)(空氣=1) | 0.967 |
| 汽化熱，沸點(diǎn)下 | 202.76kJ/kg，87.19 BTU/1b |
| 熔化熱，熔點(diǎn)下 | 25.7kJ/kg，11.05 BTU/1b |
| 氣體定壓比熱容cp，25℃時(shí) | 1.038kJ/（kg· k），0.248 BTU/（1b·R） |
| 氣體定容比熱容cv，25℃時(shí) | 0.741kJ/（kg· k），0.177 BTU/（1b·R） |
| 氣體比熱容比，cp/cv | 1.401 |
| 液體比熱容，-183℃時(shí) | 2.13kJ/（kg·k)，0.509 BTU/(1b·R) |
| 固體比熱容，-223℃時(shí) | 1.489kJ/(kg·k)，0.356 BTU/(1b·R) |
| 溶解度參數(shù) | 9.082(J/cm3 )0.5 |
| 液體摩爾體積 | 34.677cm3 /mol |
| 在水中的溶解度，25℃時(shí) | 17.28×10-6(w) |
| 氣體黏度，25℃時(shí) | 175.44×10-7Pa·s，175.44μP |
| 液體黏度，-150℃時(shí) | 0.038mPa ·s，0.038 cp |
| 氣體熱導(dǎo)率，25℃ 時(shí) | 0.02475W/(m · K) |
| 液體熱導(dǎo)率，-150℃時(shí) | 0.0646W/(m · K) |
氮的用途
氮主要用于合成氨，反應(yīng)式為N2+3H2=2NH3( 條件為高壓，高溫、和催化劑。反應(yīng)為可逆反應(yīng)）還是合成纖維（錦綸、腈綸），合成樹脂，合成橡膠等的重要原料。由于氮的化學(xué)惰性，常用作保護(hù)氣體。以防止某些物體暴露于空氣時(shí)被氧所氧化，用氮?dú)?/b>填充糧倉(cāng)，可使糧食不霉?fàn)€、不發(fā)芽，長(zhǎng)期保存。液氨還可用作深度冷凍劑。作為冷凍劑在醫(yī)院做除斑,包,豆等的手術(shù)時(shí)常常也使用, 即將斑,包,豆等凍掉,但是容易出現(xiàn)疤痕,并不建議使用。 氮是一種營(yíng)養(yǎng)元素還可以用來制作化肥。例如：碳酸氫銨NH4HCO3，氯化銨NH4Cl，硝酸銨NH4NO3等等。
氮?dú)?/b>在汽車上的作用
1.提高輪胎行駛的穩(wěn)定性和舒適性。氮?dú)?/b>幾乎為惰性的雙原子氣體，化學(xué)性質(zhì)極不活潑，氣體分子比氧分子大，不易熱脹冷縮，變形幅度小，其滲透輪胎胎壁的速度比空氣慢約30～40%， 能保持穩(wěn)定胎壓，提高輪胎行駛的穩(wěn)定性，保證駕駛的舒適性；氮?dú)獾囊纛l傳導(dǎo)性低，相當(dāng)于普通空氣的1/5，使用氮?dú)饽苡行p少輪胎的噪音，提高行駛的寧?kù)o度。 2.防止爆胎和缺氣碾行。爆胎是公路交通事故中的頭號(hào)殺手。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在高速公路上有46%的交通事故是由于輪胎發(fā)生故障引起的，其中爆胎一項(xiàng)就占輪胎事故總量的70%。汽車行駛時(shí)，輪胎溫度會(huì)因與地面磨擦而升高，尤其在高速行駛及緊急剎車時(shí)，胎內(nèi)氣體溫度會(huì)急速上升，胎壓驟增，所以會(huì)有爆胎的可能。而高溫導(dǎo)致輪胎橡膠老化，疲勞強(qiáng)度下降，胎面磨損劇烈，又是可能爆胎的重要因素。而與一般高壓空氣相比，高純度氮?dú)庖驗(yàn)闊o氧且?guī)缀醪缓莶缓停錈崤蛎浵禂?shù)低，熱傳導(dǎo)性低，升溫慢，降低了輪胎聚熱的速度，不可燃也不助燃等特性，所以可大大地減少爆胎的幾率。 3.延長(zhǎng)輪胎使用壽命 使用氮?dú)夂螅悍€(wěn)定體積變化小，大大降低了輪胎不規(guī)則磨擦的可能性，如冠磨、胎肩磨、偏磨，提高了輪胎的使用壽命；橡膠的老化是受空氣中的氧分子氧化所致，老化后其強(qiáng)度及彈性下降，且會(huì)有龜裂現(xiàn)象，這時(shí)造成輪胎使用壽命縮短的原因之一。氮?dú)夥蛛x裝置能極大限度地排除空氣中的氧氣、硫、油、水和其它雜質(zhì)，有效降低了輪胎內(nèi)襯層的氧化程度和橡膠被腐蝕的現(xiàn)象，不會(huì)腐蝕金屬輪輞，延長(zhǎng)了輪胎的使用壽命，也極大程度減少輪輞生銹的狀況。 4.減少油耗，保護(hù)環(huán)境。輪胎胎壓的不足與受熱后滾動(dòng)阻力的增加，會(huì)造成汽車行駛時(shí)的油耗增加；而氮?dú)獬丝梢跃S持穩(wěn)定的胎壓，延緩胎壓降低之外，其干燥且不含油不含水，熱傳導(dǎo)性低，升溫慢的特性，減低了輪胎行走時(shí)溫度的升高，以及輪胎變形小抓地力提高等，降低了滾動(dòng)阻力，從而達(dá)到減少油耗的目的。
對(duì)成鍵有貢獻(xiàn)的是三對(duì)電子，即形成兩個(gè)π鍵和一個(gè)σ鍵。 對(duì)成鍵沒有貢獻(xiàn)，成鍵與反鍵能量近似抵消，它們相當(dāng)于孤電子對(duì)。由于N2分子中存在叁鍵N≡N，所以N2分子具有很大的穩(wěn)定性，將它分解為原子需要吸收941.69kJ/mol的能量。N2分子是已知的雙原子分子中最穩(wěn)定的，氮?dú)獾南鄬?duì)分子質(zhì)量是28。 氮?dú)饨Y(jié)構(gòu)式而且氮?dú)馔ǔ２灰兹紵也恢С秩紵；瘜W(xué)式為N2。
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