化学式为N2，通常状况下是一种无色无味的气体，而且一般氮气比空气密度小。氮气占大气总量的78.08%(体积分数)，是空气的主要成份。在标准大气压下，冷却至-195.8℃时，变成没有颜色的液体，冷却至-209.8℃时，液态氮变成雪状的固体。氮气的化学性质不活泼，常温下很难跟其他物质发生反应，所以常被用来制作防腐剂。但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化，用来制取对人类有用的新物质。

 

　　基本信息

中文名称	氮气	应用	合成氨保护气，用于降温，防腐剂
英文名称	Nitrogen	安全性描述	可用于灭火
别称	氮	危险性描述	空气中含氮量过高，容易引起缺氧
化学式	N₂	密度	1.25g/L(标准状况)
分子量	28.013	能耗工质	0.671千克标煤/立方米
CAS登录号	7727-37-9	外观	无色无味气体
EINECS登录号	231-783-9	水溶性	难溶于水
沸点	77.35K
熔点	61.75K

 

　　化学性质

　　由氮元素的氧化态-吉布斯自由能图也可以看出，除了NH4离子外，氧化数为0的N2分子在图中曲线的最低点，这表明相对于其它氧化数的氮的化合物来讲的话，N2是热力学稳定状态结构。氧化数为0到+5之间的各种氮的化合物的值都位于HNO3和N2两点的连线(图中的虚线)的上方。因此，这些化合物在热力学上是不稳定的，容易发生歧化反应。在图中唯一的一个比N2分子值低的是NH4离子。[1]

　　正价氮呈酸性，负价氮呈碱性。

　　由氮分子中三键键能很大，不容易被破坏，因此其化学性质十分稳定，只有在高温高压并有催化剂存在的条件下，氮气可以和氢气反应生成氨。同时，由于氮分子N2的化学结构比较稳定，氰根离子CN和碳化钙CaC2中的C2和氮分子结构相似。

 

　　物理性质

　　氮气在常况下是一种无色无味的气体，熔点是63 K，沸点是77 K，临界温度是126 K，难于液化。溶解度很小，常压下在283 K 时一体积水可溶解0.02体积的氮气。

　　氮气是难液化的气体。氮气在极低温下会液化成无色液体，进一步降低温度时，更会形成白色晶状固体。在生产中，通常采用黑色钢瓶盛放氮气。其他物理性质见下表： 

 

项 目 化学式 相对分子质量 CAS登录号 EINECS登录号 英文名称 熔点 沸点，101.325kPa（1atm）时 临界温度 临界压力 临界体积 临界密度 临界压缩系数 液体密度，-180℃时 液体热膨胀系数，-180℃时 表面张力，-210℃时 气体密度，101.325 kPa(atm)和70F(21.1℃)时 气体相对密度，101.325 kPa(1atm)和70F时(空气=1) 汽化热，沸点下 熔化热，熔点下 气体定压比热容cp，25℃时 气体定容比热容cv，25℃时 气体比热容比，cp/cv 液体比热容，-183℃时 固体比热容，-223℃时 溶解度参数 液体摩尔体积 在水中的溶解度，25℃时 气体黏度，25℃时 液体黏度，-150℃时 气体热导率，25℃ 时 液体热导率，-150℃时

属 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)

 

　　氮气用途

　　化工合成

　　人类能够有效利用氮气的主要途径是合成氨，但要求条件很高。近年来，人们在竭力弄清植物固氮的机理，争取用化学的方法模拟生物固氮，来实现当温和条件下开发利用空气中的氮资源。氮主要用于合成氨，反应式为( 条件为高压，高温、和催化剂。反应为可逆反应)还是合成纤维(锦纶、腈纶)，合成树脂，合成橡胶等的重要原料。 氮是一种营养元素还可以用来制作化肥。例如：碳酸氢铵NH4HCO3，氯化铵NH4Cl，硝酸铵NH4NO3等等。

 

　　其他用途

　　由于氮的化学惰性，常用作保护气体，如：瓜果，食品，灯泡填充气。以防止某些物体暴露于空气时被氧所氧化，用氮气填充粮仓，可使粮食不霉烂、不发芽，长期保存。液氮还可用作深度冷冻剂。作为冷冻剂在医院做除斑，包，豆等的手术时常常也使用，即将斑，包，豆等冻掉，但是容易出现疤痕，并不建议使用。高纯氮气用作色谱仪等仪器的载气。用作铜管的光亮退火保护气体。跟高纯氦气、高纯二氧化碳一起用作激光切割机的激光气体。氮气也作为食品保鲜保护气体的用途。在化工行业，氮气主要用作保护气体、置换气体、洗涤气体、安全保障气体。用作铝制品、铝型材加工，铝薄轧制等保护气体。用作回流焊和波峰焊配套的保护气体，提高焊接质量。用作浮法玻璃生产过程中的保护气体，防锡槽氧化。 

 

　　注意事项

　　危险性

　　危险性类别：第2.2类 惰性气体

　　侵入途径：吸入

　　健康危害：空气中氮气含量过高，使吸入气氧分压下降，引起缺氧窒息。吸入氮气浓度不太高时，患者最初感胸闷、气短、疲软无力;继而有烦躁不安、极度兴奋、乱跑、叫喊、神情恍惚、步态不稳，称之为“氮酩酊”，可进入昏睡或昏迷状态。吸入高浓度，患者可迅速昏迷、因呼吸和心跳停止而死亡。

　　潜水员深潜时，可发生氮的麻醉作用;若从高压环境下过快转入常压环境，体内会形成氮气气泡，压迫神经、血管或造成微血管阻塞，发生“减压病”。

　　环境危害：无

　　燃爆危险：本品不燃。

　　急救措施

　　皮肤接触：没事(因空气中就含有约78%的氮)

　　眼睛接触：没事(理由同上)

　　吸入：(浓度较高时)迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。呼吸心跳停止时，立即进行人工呼吸和胸外心脏按压术。就医。 

　　消防措施

　　危险特性：若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。

　　有害燃烧产物：氮气。

　　灭火方法：本品不燃。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束用雾状水保持火场中容器冷却。可用雾状水喷淋加速液氮蒸发，但不可使用水枪射至液氮。

　　泄漏应急处理

　　应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿一般作业工作服。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。