Trong phòng thí nghiệm N2 được tạo ra bằng cách nào sau đây

Khí N2 là gì?

Nitơ là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn các nguyên tố có ký hiệu N và số nguyên tử bằng 7, nguyên tử khối bằng 14, với độ âm điện là 3,04.

Ở điều kiện bình thường nitơ là một chất khí không màu, không mùi, không vị và khá trơ và tồn tại dưới dạng phân tử N2. Nitơ chiếm khoảng 78% khí quyển Trái Đất và là thành phần của mọi cơ thể sống.

Tính chất của khí N2

Nitơ là một phi kim, có độ âm điện là 3,04. Có 5 điện tử trên lớp ngoài cùng, vì thế nó có hóa trị III trong phần lớn các hợp chất để đạt cơ cấu bền.

Nitơ tinh khiết là một chất khí ở dạng phân tử không màu, không mùi và chỉ tham gia phản ứng hóa học ở nhiệt độ phòng khi nó phản ứng với Liti.

Nitơ hóa lỏng ở nhiệt độ 77 K [-196 °C] trong điều kiện áp suất khí quyển và đóng băng ở 63 K [-210 °C] thành dạng tinh thể lục phương đóng kín. Nitơ lỏng, có dạng giống như nước, nhưng có tỷ trọng chỉ bằng 80,8%, là chất làm lạnh phổ biến.

Tính chất hóa học của Dinitrogen [N2]

- N2 hầu như không phản ứng ở nhiệt độ thường. Nó không cháy và cũng không hỗ trợ quá trình đốt cháy.

Tính trơ hóa học của N2 ở nhiệt độ thường là do phân tử có tính ổn định cao.

- Trong phân tử N2, hai nguyên tử nitơ liên kết với nhau bằng liên kết ba. Liên kết ba có entanpi liên kết rất cao [lượng nhiệt năng cần thiết để phá vỡ một liên kết hóa học]. Do entanpi phân ly liên kết rất cao, N2 hầu như không phản ứng với hầu hết các thuốc thử.

- Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao, nó kết hợp với một số kim loại và phi kim loại để tạo thành các hợp chất ion và cộng hóa trị được gọi là nitrua. Dưới đây là một số phản ứng hóa học quan trọng của N2.

Kết hợp với kim loại điện dương

N2 kết hợp với một số kim loại có tính điện động cao ở nhiệt độ cao tạo thành nitrua của chúng. Lithium nitride hình thành chậm ở nhiệt độ thường nhưng nhanh chóng ở nhiệt độ cao hơn. Magie và nhôm tiếp tục cháy trong môi trường nitơ tạo thành nitrit của chúng. Canxi, stronti và bari phản ứng với N2 khi chúng nóng đỏ.

6Li + N2 → 2Li3N2

3Mg + N2 → Mg3N2

2Al + N2 → 2AlN

3Ca + 2N → Ca3N2

N2 kết hợp với O2 khi có hồ quang điện [trên 3273K] tạo thành oxit nitric

N + O → 2NO

Phương trình

Điều gì xảy ra khi N2 kết hợp với H2?

N2 phản ứng với H2 ở 725K dưới áp suất 200 atm với sự có mặt của chất xúc tác [sắt và molypden được phân chia mịn].

N + 3H → 2NH

Viết phương trình hóa học cho phản ứng của N2 với Alumina và Canxi cacbua.

Al2O3 + N2 + 3C → 2AlN + 3CO

CaC2 + N2 → CaCN2 + C

CaCN2 hay Canxi xyanua là một loại phân bón quan trọng.