氮气具有的性质

氮气（$N_2$）是一种常见的气体，具有以下性质：

物理性质

无色无味：在常温常压下，氮气是无色、无味的气体，人类的视觉和嗅觉难以察觉它的存在。

密度：氮气的密度比空气略小，其密度为 $1.251 g/L$（标准状况下），空气的密度约为 $1.293 g/L$（标准状况下）。

溶解性：氮气难溶于水，在 $20^{\circ}C$ 时，1 体积水中大约只能溶解 0.02 体积的氮气。

状态变化：在标准大气压下，氮气的沸点为 $-195.8^{\circ}C$，熔点为 $-209.9^{\circ}C$。当温度降低到沸点以下时，氮气会液化成无色的液体；继续降温至熔点以下，会凝固成雪状的固体。

化学性质

稳定性：氮气分子由两个氮原子通过共价三键（$N≡N$）结合而成，这种三键结构使得氮气分子具有较高的稳定性。在通常情况下，氮气的化学性质很不活泼，很难与其他物质发生化学反应，常被用作保护气。例如，在食品包装中充入氮气，可以防止食品被氧化和变质，延长食品的保质期。

氧化性：在高温、高压、放电等特殊条件下，氮气能表现出一定的氧化性。例如，在高温、高压和有催化剂存在的条件下，氮气能与氢气反应生成氨气（$N_2 + 3H_2 \underset{高温高压}{\overset{催化剂}{=\!=\!=}} 2NH_3$），在这个反应中，氮气作为氧化剂，氢元素的化合价升高，氮元素的化合价降低。

还原性：在特定条件下，氮气也能表现出还原性。比如，氮气可以与氧气在放电条件下反应生成一氧化氮（$N_2 + O_2 \stackrel{放电}{=\!=\!=} 2NO$），在该反应中，氮气被氧化，氧元素的化合价降低，氮元素的化合价升高，氮气作还原剂 。

与金属反应：在加热条件下，氮气能与一些活泼金属反应，生成金属氮化物。例如，氮气与镁在点燃的条件下反应生成氮化镁（$3Mg + N_2 \stackrel{点燃}{=\!=\!=} Mg_3N_2$ ）。