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氮氣

氮氣在常況下是一種無色無味的氣體

物理性質
  氮氣在常況下是一種無色無味的氣體,熔點是63 K,沸點是77 K,臨界溫度是126 K,難于液化。溶解度很小,常壓下在283 K時一體積水可溶解0.02體積的氮氣。
  氮氣是難液化的氣體。氮氣在極低溫下會液化成無色液體,進一步降低溫度時,更會形成白色晶狀固體。在生產中,通常采用黑色鋼瓶盛放氮氣。其他物理性質見下表:

 

項 目
化學式
相對分子質量
CAS登錄號
EINECS登錄號
英文名稱
熔點
沸點,101.325kPa(1atm)時
臨界溫度
臨界壓力
臨界體積
臨界密度
臨界壓縮系數
液體密度,-180℃時
液體熱膨脹系數,-180℃時
表面張力,-210℃時
氣體密度,101.325 kPa(atm)和70F(21.1℃)時
氣體相對密度,101.325 kPa(1atm)和70F時(空氣=1)
汽化熱,沸點下
熔化熱,熔點下
氣體定壓比熱容cp,25℃時
氣體定容比熱容cv,25℃時
氣體比熱容比,cp/cv
液體比熱容,-183℃時
固體比熱容,-223℃時
溶解度參數
液體摩爾體積
在水中的溶解度,25℃時
氣體黏度,25℃時
液體黏度,-150℃時
氣體熱導率,25℃ 時
液體熱導率,-150℃時
屬 性
N2
28.013
7727-37-9
231-783-9
Nitrogen
63.15K,-210℃
77.35K,-195.8℃
126.1K,-147.05℃
3.4MPa,33.94bar,33.5atm,492.26psia
90.1cm3/mol
0.3109g/cm3
0.292
0.729g/cm3
0.00753 1/℃
12.2×10-3 N/m,12.2dyn/cm
1.160kg/m3,0.0724 lb/ft3
0.967
202.76kJ/kg,87.19 BTU/1b
25.7kJ/kg,11.05 BTU/1b
1.038kJ/(kg· k),0.248 BTU/(1b·R)
0.741kJ/(kg· k),0.177 BTU/(1b·R)
1.401
2.13kJ/(kg·k),0.509 BTU/(1b·R)
1.489kJ/(kg·k),0.356 BTU/(1b·R)
9.082(J/cm3)0.5
34.677cm3/mol
17.28×10-6(w)
175.44×10-7Pa·s,17.544μPa·s
0.038mPa ·s,0.038 cp
0.02475W/(m · K)
0.0646W/(m · K)

 

化學性質
  由氮元素的氧化態-吉布斯自由能圖也可以看出,除了NH4+離子外,氧化數為0的N2分子在圖中曲線的最低點,這表明相對于其它氧化數的氮的化合物來講的話,N2是熱力學穩定狀態結構。氧化數為0到+5之間的各種氮的化合物的值都位于HNO3和N2兩點的連線(圖中的虛線)的上方。因此,這些化合物在熱力學上是不穩定的,容易發生歧化反應。在圖中的一個比N2分子值低的是NH4+離子。
  正價氮呈酸性,負價氮呈堿性。
  由氮分子中三鍵鍵能很大,不容易被破壞,因此其化學性質十分穩定,只有在高溫高壓并有催化劑存在的條件下,氮氣成分可以和氫氣反應生成氨。同時,由于氮分子的化學結構比較穩定,氰根離子CN-和碳化鈣CaC2中的C22-和氮分子結構相似。
  氮分子中存在氮氮叁鍵,鍵能很大(941 KJ/mol),以至于加熱到3273K時僅有0.1%離解,氮分子是已知雙原子分子中最穩定的。氮氣是CO的等電子體,在結構和性質上有許多相似之處。
  不同活性的金屬與氮氣的反應情況不同。與堿金屬在常溫下直接化合;與堿土金屬—般需要在髙溫下化合;與其他族元素的單質反應則需要更高的反應條件。
  

用途
  在集成電路、半導體和電真空器件制造中用作保護氣和運載氣,化學氣相淀積時的載氣,液體擴散源的攜帶氣,在高溫擴散爐中用作器件的保護氣。高純氮在外延、光刻、清洗和蒸發等工序中,作為置換、干燥、貯存和輸送用氣體。顯像管制造中要求氮氣純度為99.99%以上。在航天技術中,液氫加注系統必須先用高純氮置換,再用高純氦置換
  

物理性質
  分子式:N2
  性質:純度大于99.999%。無色無臭無味無毒的惰性氣體。相對密度ds(21.1℃,空氣=1)0.967。氣體密度1.153kg/m3(21.1℃,101.3kPa);液體密度808.5kg/m3(-195.8℃,101.3kPa)。
  相對分子質量28.013
  熔點63.15K,-210℃,-346oF
  沸點,195.6
  臨界溫度126.1K,-147.05℃,-232.69oF
  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0.292
  偏心因子0.040
  液體刻密度,-180℃時0.729g/cm3
  液體熱膨脹系數,-180℃時0.00753 1/℃
  表面張力,-210℃時12.2×10-3 N/m,12.2dyn/cm
  氣體密度,101.325 kPa(atm)和70oF(21.1℃)時1.160kg/m3,0.0724 lb/ft3
  氣體相對密度,101.325 kPa(1atm)和70oF時(空氣=1)0.967
  汽化熱,沸點下202.76kJ/kg,87.19 BTU/1b
  熔化熱,熔點下25.7kJ/kg,11.05 BTU/1b
  氣體定壓比熱容cp,25℃時1.038kJ/(kg·k),0.248 BTU/(1b·R)
  氣體定容比熱容cp,25℃時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2.13kJ/(kg·k),0.509 BTU/(1b·R)
  因體比熱容,-223℃時1.489kJ/(kg·k),0.356 BTU/(1b·R)
  氣體摩爾熵,25℃時191.5 J/(mol·k)
  氣體摩爾生成熵,25℃時0 J/(mol·k)
  氣體摩爾生成焓,25℃時0 KJ/mol
  氣體摩爾吉布斯生成能,25℃時0 KJ/mol
  溶解度參數9.082(J/cm3)0.5
  液體摩爾體積34.677 cm3/mol
  在水中的溶解度,25℃時17.28×10-6(w)
  氣體黏度,25℃時175.44×10-7 Pa·s,175.44μP
  液體黏度,-150℃時0.038mPa·s,0.038 cp
  氣體熱導率,25℃時0.02475 W/(m·K)
  液體熱導率,-150℃時0.0646W/(m·K)[1]

氮氣

種無色無味

氣體

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