氮气的化学性质
正价氮呈酸性,负价氮呈碱性。与碱金属在常温下直接化合;与碱土金属一般需要在高温”下化合,与其他族元素的单质反应则需要更高的反应条件,氮气在常况下是一种无色无味的气体,熔点是63K,沸点是77K,临界温度是126K,难于液化。
氮气的物理性质
氮气是无色无味的气体,微溶于酒精和水(在273 K和100 kPa下100 ml水能溶解24 ml氮气),大气中体积分数:78.1%。,熔点-209.86℃,沸点-196℃,相对密度0.81(-196℃,水=1),相对蒸气密度0.97(空气=1),饱和蒸气压1026.42 kPa(-173℃),临界温度147.1℃,临界压力3.4 MPa,辛醇/水分配系数:0.67。
氮气的用途
1、氮与许多金属结合形成硬氮化物,可用作耐磨金属。
2、用在钢上可以使钢产生坚硬的表面。
3、用于制造氨,硝酸,硝酸盐,氰化物等。
4、形成惰性材料以保存材料,用于干燥箱或手套袋中。
5、食品冷冻过程中的液氮,在实验室中作为冷却剂。
实验室制氮气的反应方程式
实验室制氮气的反应方程式:NH4Cl+NaNO2=NaCl+2H2O+N2↑,氮气的化学式为N?,为无色无味气体,氮气化学性质很不活泼,在高温高压压及催化剂条件下才能和氢气反应生成氨气,在放电的情况下才能和氧气化合生成一氧化氮,即使Ca、Mg、Sr和Ba等活泼金属也只有在加热的情形下才能与其反应。
氮气的这种高度化学稳定性与其分子结构有关。2个N原子以叁键结合成为氮气分子,包含1个σ键和2个π键,因为在化学反应中首先受到攻击的是π键,而在N?分子中π键的能级比σ键低,打开π键困难,因而使N?难以参与化学反应。
如何配平化学方程式
一、最小公倍数法
最普通的方法是用求最小公倍数的方法来确定分子式前面的系数。这种方法可以配平一些系数比较简单的化学方程式。下面以KClO3分解反应为例来讨论:
1、找出方程式两端各出现一次的元素,从其中原子数不相等的,而且相差较多的元素着手进行配平。
KClO3—KCl+O2↑(从氧元素着手)
2、求最小公倍数,进而算出有关分子式的系数。在上面方程式中,左边氧原子数是3,右边氧原子数是2。两边的最小公倍数是6,因此KClO3的系数是6÷3=2,O2的系数是6÷2=3,
即:2KClO3—KCl+3O2↑
实际上是用所选元素的指数来求最小公倍数,再用最小公倍数分别除以指数,即得到分子的系数。
3、根据已求得的分子式的系数,推算其它各分子式的系数。
2KClO3=2KCl+3O2↑
4、检查方程式两边各元素的原子个数是否相等。当两边各元素原子个数均相等时,将短横线改等号,并注明必要的反应条件,即完成配平,得到一个完整的化学方程式。
2KClO3=(MnO2△)2KCl+3O2↑
二、奇数配偶法
在化学方程式的两边,如果一边的某一种原子个数是奇数,而另一边的这种原子个数却是偶数时,则应先在较复杂的有奇数原子的分子式前面加上系数(通常为2),使式子两边的这种原子个数都成为偶数,并由此决定其它分子式前的系数。例:以磷和氧气反应为例:
1、先写出未配平的化学方程式:
P+O2—P2O5
2、找出方程式中两端出现次数较多,且含有奇数原子元素着手配平。这里选氧。
3、将奇数配成偶数。一般是在原子个数为奇数的元素所在分子式前面配系数2。在P2O5分子式前配系数2,得:
P+O2—2P2O5
4、由已推出的系数去决定其它物质分子式的系数。
4P+5O2—2P2O5
5、检查,注明反应条件,完成配平:
4P+5O2=(点燃)2P2O5
三、观察法
以四氧化三铁与一氧化碳反应为例:
1、选取分子式比较复杂的一种生成物或反应物做配平的起点,并由此推算有关物质分子式的系数。如下面的反应,选择Fe3O4为配平的起点,则铁的系数为3。
Fe3O4+CO—3Fe+CO2
2、再推算出其它分子式的系数,完成配平。
Fe3O4+4CO=(高温)3Fe+4CO2
四、分式法
这种方法适合于配平单质的化合反应的方程式。配平时以生成的1个生成物分子来考虑,在各个反应物分子式前加上适当的系数,允许出现分数形式的系数,最后将各系数扩大相同倍数,使分数变成整数。