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合成氨反應(yīng)
工業(yè)上的氨氣是由氫氣和氮氣直接合成的：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)（反應(yīng)條件為高溫高壓、催化劑）。氨氣的合成是一個體積縮小的放熱反應(yīng)，體系壓強和降低體系溫度對合成反應(yīng)有利。

氮氣，化學(xué)式為N?，為無色無味氣體。氮氣化學(xué)性質(zhì)很不活潑，在高溫高壓壓及催化劑條件下才能和氫氣反應(yīng)生成氨氣；在放電的情況下才能和氧氣化合生成一氧化氮；即使Ca、Mg、Sr和Ba等活潑金屬也只有在加熱的情形下才能與其反應(yīng)。氮氣的這種高度化學(xué)穩(wěn)定性與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。2個N原子以叁鍵結(jié)合成為氮氣分子，包含1個σ鍵和2個π鍵，因為在化學(xué)反應(yīng)中首先受到攻擊的是π鍵，而在N?分子中π鍵的能級比σ鍵低，打開π鍵困難，因而使N?難以參與化學(xué)反應(yīng)。

大氣中約有4,000萬億噸氣體，其中氮氣占78%。氮氣微溶于水和酒精。它是不可燃的，被認為是一種窒息性氣體（即，呼吸純凈的氮氣會剝奪人體的氧氣）。盡管氮被認為是一種惰性元素，但它會形成一些非常活躍的化合物。它可用作稀釋劑并控制自然的燃燒和呼吸速率，在較高的氧氣濃度下會更快。氮可溶于水和酒精，但基本上不溶于大多數(shù)其他液體。它在生活中是必不可少的，其化合物可用作食物或肥料。氮用于制造氨和硝酸。氮氣在環(huán)境溫度和中等溫度下基本上是惰性氣體。因此，大多數(shù)金屬都容易處理它。在升高的溫度下，氮可能對金屬和合金具有侵蝕性。

深冷分離法又稱為低溫精餾法，利用空氣中氮氣與氧氣的沸點不一致來分離氧氣和氮氣。由于氮氣的沸點（-196℃） 低于氧氣（-183℃），在液態(tài)空氣的蒸發(fā)過程中，液氮比液氧更容易變成氣態(tài)，而在空氣液化過程中，氧氣比氮氣更容易變成液態(tài)。由于氮氣與氧氣的沸點相差不大，液態(tài)空氣與氣態(tài)空氣需經(jīng)過反復(fù)多次的蒸發(fā)、冷凝、再蒸發(fā)過程（該過程稱為低溫精餾過程），終在精留塔頂部氣相餾分中就可以過得較高高純度的氮氣，氮氣的純度取決于精餾塔的塔板級數(shù)和精餾效率。

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