氮元素在自然界中的存在形式：

既有游离态又有化合态。空气中含N₂78％(体积分数)或75％(质量分数)；化合态氮存在于多种无机物和有机物中，氮元素是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素

氮气的物理性质和化学性质：

(1)物理性质：纯净的氮气是无色气体，密度比空气略小，氮气在水中的溶解度很小，在常压下101kPa，-195.8℃氮气变成无色液体，-209.9℃变成雪花状固体。氮气的分子结构：氮分子(N₂)的电子式为，结构式为N≡N，由于N₂分子中的N≡N键很牢固，所以通常情况下，氮气的化学性质稳定、不活泼。
(2)化学性质：氮分子化合价为0价，既可以升高也可以降低，说明氮气既有氧化性又有还原性。
①N₂与H₂化合生成NH₃：
说明：该反应是一个可逆反应，是工业合成氨的原理。
②N₂与金属反应(Mg Ca Sr Ba)反应：
③N₂与O₂化合生成NO：
说明：在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应。

氮气的用途：

①合成氨，制硝酸；
②代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化；
⑧在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发；
④保存粮食、水果等食品，以防止腐烂；
⑤医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术；
⑥利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能。

影响化学平衡的因素：

(1)浓度在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，都可以使化学平衡向正反应方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使化学平衡向逆反应方向移动。
(2)压强对反应前后气体总体积发生变化的反应，在其他条件不变时，增大压强会使平衡向气体体积缩小的方向移动，减小压强会使平衡向气体体积增大的方向移动。对于反应来说，加压，增大、增大，增大的倍数大，平衡向正反应方向移动：若减压，均减小，减小的倍数大，平衡向逆反应方向移动，加压、减压后v一t关系图像如下图：
 
(3)温度在其他条件不变时，温度升高平衡向吸热反应的方向移动，温度降低平衡向放热反应的方向移动
对于，加热时颜色变深，降温时颜色变浅。该反应升温、降温时，v—t天系图像如下图：

(4)催化剂由于催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，所以催化剂对化学平衡无影响，v一t图像为


稀有气体对化学反应速率和化学平衡的影响分析：

1．恒温恒容时
充入稀有气体体系总压强增大，但各反应成分分压不变，即各反应成分的浓度不变，化学反应速率不变，平衡不移动。
2．恒温恒压时
充入稀有气体容器容积增大各反应成分浓度降低反应速率减小，平衡向气体体积增大的方向移动。
3．当充入与反应无关的其他气体时，分析方法与充入稀有气体相同。

化学平衡图像：

1．速率一时间因此类图像定性揭示了随时间(含条件改变对化学反应速率的影响)变化的观律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向等。
 

2．含量一时间一温度(压强)图常见的形式有下图所示的几种(C％指某产物百分含量，B％指某反应物百分含量)，这些图像的折点表示达到平衡的时间，曲线的斜率反映了反应速率的大小，可以确定T(p)的高低(大小)，水平线高低反映平衡移动的方向。


3．恒压(温)线该类图像的纵坐标为物质的平衡浓发(c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强 (p)，常见类型如下图：

小结：
1．图像分析应注意“三看”
(1)看两轴：认清两轴所表示的含义。
(2)看起点：从图像纵轴上的起点，一般可判断谁为反应物，谁为生成物以及平衡前反应进行的方向。
(3)看拐点：一般图像在拐点后平行于横轴则表示反应达平衡，如横轴为时间，由拐点可判断反应速率。
2．图像分析中，对于温度、浓度、压强三个因素，一般采用“定二议一”的方式进行分析
平衡移动方向与反应物转化率的关系:

1．温度或压强改变引起平衡向正反应方向移动时，反应物的转化率必然增大。
2．反应物用量的改变
(1)若反应物只有一种时，如aA(g)bB(g)+ cc(g)，增加A的量，平衡向正反应方向移动，但反应物 A的转化率与气体物质的化学计量数有关：
 
(2)若反应物不止一种时，如aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)：
a．若只增加A的量，平衡向正反应方向移动，而A的转化率减小，B的转化率增大。
b．若按原比例同倍数的增加反应物A和B的量，则平衡向正反应方向移动，而反应物的转化率与气体物质的计量数有关：
 
c．若不同倍增加A、B的量，相当于增加了一种物质，同a。
3．催化剂不改变转化率。
4．反应物起始的物质的量之比等于化学计量数之比时，各反应物转化率相等。

浓度、压强影响化学平衡的几种特殊情况:

1．当反应混合物中存在固体或纯液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或纯液体的量，对平衡基本无影响。
2．南于压强的变化对非气态物质的浓度基本无影响，因此，当反应混合物中不存在气态物质时，压强的变化对平衡无影响。
3．对于气体分子数无变化的反应，如，压强的变化对其平衡无影响。这是因为，在这种情况下，压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的，故平衡不移动。
4．对于有气体参加的反应，同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度，应视为压强对平衡的影响，如某平衡体系中，，，当浓度同时增大一倍时，即让，此时相当于压强增大一倍，平衡向生成NH3的方向移动。
5．在恒容的密闭容器中，当改变其中一种气体物质的浓度时，必然同时引起压强改变，但判断平衡移动的方向时，心仍从浓度的影响去考虑：如，平衡后，向容器中再通入反应物，使 c(NO2)增大，平衡正向移动；如向容器中再通入生成物 N2O4，则使c(N2O4)增大，平衡逆向移动。但由于两种情况下，容器内的压强都增大，故对最终平衡状态的影响是一致的，如两种情况下，重新达到平衡后，NO2的百分含量都比原平衡时要小

工业制硫酸的方法：

(1)硫铁矿制酸硫铁矿在沸腾焙烧炉内通空气燃烧产生SO₂气体，经余热锅炉回收热量后，依次通过旋风除尘和电除尘进行干法除尘。随后，炉气再通过洗涤、冷却、除雾等一系列的净化操作进入干燥塔。干燥后的炉气用主鼓风机压送至一转一吸或两转两吸制酸装置内制取硫酸。其反应如下：

(2)硫磺制酸反应时生成的热传递给进入接触室的需要预热的浓和气体并冷却反应后生成的气体（即热交换过程）熔融硫磺在焚硫炉内用干燥空气燃烧产生SO2气体，经余热锅炉回收燃烧热后进入“一转一吸”或“两转两吸”制酸系统制取硫酸。其反应如下：

(3)冶炼烟气制酸主要利用有色金属铜、铅、锌、镍、钴等硫化矿在熔炼过程中产生的SO₂烟气进行制酸。
其工艺流程除焙烧系统随有色金属硫化矿的焙烧工艺不同而有异外，其制酸工艺与沸腾炉炉气制酸相同。

硫酸的生产流程：

(1)原料工段原料处理能力要满足生产周转，与硫酸生产能力相匹配，能够满足焙烧工艺的进料工况条件结合矿源及工程，应着重考虑如下问题原料的卸车及转运方式、矿库的贮存能力(库容)、干燥及含尘尾气处理、块矿的破碎及筛分等。原料工段设置应尽量少进行固体物料的交叉，流程越简单越好。
(2)焙烧流程焙烧流程一般为:焙烧炉—废热锅炉—旋风除尘器—电除尘器，也可以不设旋风除尘器。这种流程非常紧凑，但电除尘器需专门设计且操作管理要求较高。为了尽可能使工艺技术和设备制造立足国内，增加装置操作的可靠性，使用国内的电除尘器，则倾向于设置旋风除尘器。一般采用增湿输送的干法排渣，有刮板输送机—冷却滚筒(增湿)一带式输送机流程和冷却滚筒+冷却滚筒(增湿)—带式输送机两种流程，目前设计倾向于使用后一种流程。
(3)净化流程大型硫酸装置选择酸洗净化流程。国内大型装置空塔流程居多，即空塔(增湿塔)—填料冷却塔(稀酸板式换热器)一两级电除雾器。近十多年来我国投产的硫铁矿制酸酸洗净化流程绝大多数使用此流程，亦是比较容易掌握的流程。近年来冶炼烟气制酸选择动力波洗涤器代替空塔居多，国内有关专家认为，动力波洗涤器特别适用于烟气量波动比较大的情况，效果较好，但压降较大，对气量均衡稳定的硫铁矿制酸并无明显优势。
(4)干吸流程干吸流程有塔槽一体化流程、三塔一槽流程、三塔两槽流程和三塔三槽流程。塔槽一体化即干燥塔、一吸塔、二吸塔均不设外部泵槽，由各塔的底部分别存液，循环泵设于塔外的管道上，国内比较典型的为贵州瓮福2×400kt/a硫铁矿制酸装置。塔槽一体化省去了泵槽和很多的管线，使得工艺流程简单、设备布置紧凑，有一定的优越性，但在设计时要考虑泵的密封，特别是一吸循环泵。目前，国内设计多采用三塔两槽流程，又以干燥塔一个循环槽.两吸收塔共用一个循环槽居多。干吸塔普遍使用不锈钢槽管式分酸器及大规格填料，可大幅增加分酸点，降低填料高度，优化塔的操作状况，提高塔的操作效率，塔的顶部装设高效除雾器。
(5)转化流程转化工序基本采用两转两吸流程，国内“2+2”,“3+2”,“3+1”几种流程都有，但目前采用较多的是，“3+1”流程，配套换热流程有ⅢⅠ—ⅣⅡ和ⅣⅠ—ⅢⅡ等，设计选择较多的ⅢⅠ—ⅣⅡ根据系统热平衡计算，可以考虑设置热管省煤器。转化系统的流程和设计参数的选择，实际上是系统的优化问题，需与所用催化剂和所用设备情况综合考虑，应尽量提高一转化的转化率，使尾气排放更容易达到日益严格的环保要求。
(6)生产硫酸流程图