二 に 氧化氮 (化学 かがく 式 しき :N O2 ),是 ぜ 氮氧化物 ばけもの 之 これ 一 いち 。室温 しつおん 下 か 为有刺激 しげき 性 せい 气味的 てき 红棕色 しょく 顺磁性 せい 气体,易 えき 溶于水 すい ,溶於水 すい 部分 ぶぶん 生成 せいせい 硝酸 しょうさん 和 わ 一 いち 氧化氮 。二氧化氮吸入后对肺 はい 组织具有 ぐゆう 强烈 きょうれつ 的 てき 刺激 しげき 性 せい 和 わ 腐 くさ 蚀性 せい 。作 さく 为氮氧化物 ばけもの 之 これ 一 いち 的 てき 二 に 氧化氮,是 ぜ 工 こう 业合成 ごうせい 硝酸 しょうさん 的中 てきちゅう 间产物 ぶつ ,每年 まいとし 有 ゆう 大 だい 约几百 ひゃく 万吨被排放到大气中,是 ぜ 一 いち 种主要 しゅよう 的 てき 大 だい 气污染物 そめもの 。
制 せい 备[ 编辑 ]
工 こう 业上用 よう 空 そら 气中的 てき 氧气氧化一 いち 氧化氮制 せい 取 と 二 に 氧化氮:[1]
2
N
O
+
O
2
→
2
N
O
2
{\displaystyle {\rm {2NO+O_{2}\rightarrow 2NO_{2}}}}
在 ざい 实验室 しつ 中 ちゅう ,可 か 以通过金属 きんぞく 硝酸 しょうさん 盐的 てき 热分解 ぶんかい 反 はん 应制备少量的 りょうてき 二 に 氧化氮:
2
P
b
(
N
O
3
)
2
→
2
P
b
O
+
4
N
O
2
↑
+
O
2
↑
{\displaystyle {\rm {2Pb(NO_{3})_{2}\rightarrow 2PbO+4NO_{2}\uparrow \,+O_{2}\uparrow \,}}}
也可以通过五 ご 氧化二 に 氮的 てき 热分解 ぶんかい 来 らい 制 せい 备NO2 。五氧化二氮可以通过硝酸 しょうさん 脱水 だっすい 得 え 到 いた 。
2
H
N
O
3
→
N
2
O
5
+
H
2
O
{\displaystyle {\rm {2HNO_{3}\rightarrow N_{2}O_{5}+H_{2}O\,}}}
2
N
2
O
5
→
4
N
O
2
+
O
2
↑
{\displaystyle {\rm {2N_{2}O_{5}\rightarrow 4NO_{2}+O_{2}\uparrow \,}}}
生成 せいせい 的 てき 气体冷 ひや 凝 しこり 以除去 じょきょ 硝酸 しょうさん ,再 さい 通 つう 过五 ご 氧化二 に 磷干 ひ 燥,便 びん 得 え 到 いた 较纯净的二 に 氧化氮。
铜与濃 こ 硝酸 しょうさん 也可以生成 せいせい 二 に 氧化氮:
C
u
+
4
H
N
O
3
→
C
u
(
N
O
3
)
2
+
2
N
O
2
↑
+
2
H
2
O
{\displaystyle {\rm {Cu+4HNO_{3}\rightarrow Cu(NO_{3})_{2}+2NO_{2}\uparrow +2H_{2}O}}}
硝酸 しょうさん 光照 みつてる 也會產 さん 生 せい 二 に 氧化氮:
4
H
N
O
3
→
2
H
2
O
+
4
N
O
2
+
O
2
{\displaystyle {\rm {4HNO_{3}\rightarrow 2H_{2}O+4NO_{2}+O_{2}\,}}}
二氧化氮是含有大π ぱい 键 结构的 てき 典型 てんけい 分子 ぶんし 。大 だい π ぱい 键含有 がんゆう 三 さん 个电子 ,其中两个进入成 なり 键π ぱい 轨道,一个进入非键π ぱい 轨道。NO2 是 ぜ 一 いち 个顺磁性 せい 弯曲型 がた 的 てき 分子 ぶんし ,对称点 てん 群 ぐん 为C2v 。ONO键角为134.3°(可 か 通 どおり 过Walsh图 来 らい 解 かい 释),N-O键长119.7pm。
二氧化氮分子含有一个未成对电子,因 いん 此它的 てき 很多反 はん 应类似 に 于自由 じゆう 基 もと 。比 ひ 如,它很容易 ようい 发生二 に 聚,且在有 ゆう 机 つくえ 合成 ごうせい 中 ちゅう 用作 ようさく 硝化 しょうか 剂,可 か 以从饱和烃 中 ちゅう 夺取氢(见下面 めん 的 てき 反 はん 应),也可以与不 ふ 饱和烃或芳香 ほうこう 烃发生 せい 加 か 成 なり 反 はん 应。
R
H
+
N
O
2
→
R
⋅
+
H
O
N
O
{\displaystyle {\rm {RH+NO_{2}\rightarrow R\cdot +HONO}}}
反 はん 应[ 编辑 ]
主要 しゅよう 反 はん 应[ 编辑 ]
150 °C时二氧化氮分解放出氧气。该反应是一 いち 个吸热反 はん 应 (Δ でるた H = 114 kJ/mol)。
2
N
O
2
→
2
N
O
+
O
2
{\displaystyle {\rm {2NO_{2}\rightarrow 2NO+O_{2}\,}}}
二 に 氧化氮中的 てき N-O键键能 のう 较低,故 こ 它是一 いち 个很好 このみ 的 てき 氧化剂 。特定 とくてい 条件下 じょうけんか 可 か 以将氯化氢 、一 いち 氧化碳等 とう 还原剂氧化 か 。有 ゆう 时与烃 混合 こんごう 后 きさき ,会 かい 使 し 烃类发生爆 ばく 炸性燃 もえ 烧。
与 あずか 水 みず 反 はん 应歧化 生成 せいせい 硝酸 しょうさん 。该反应是工 こう 业上用 よう 氨 制 せい 硝酸 しょうさん (奥 おく 斯特瓦 かわら 尔德制 せい 硝酸 しょうさん 法 ほう )的 てき 反 はん 应之一 いち 。[2]
3
N
O
2
+
H
2
O
→
N
O
+
2
H
N
O
3
{\displaystyle {\rm {3NO_{2}+H_{2}O\rightarrow NO+2HNO_{3}\,}}}
溶于氢氧化 か 钠 溶液 ようえき 歧化生成 せいせい 亚硝酸 しょうさん 钠 与 あずか 硝酸 しょうさん 钠 ,该反应是除去 じょきょ 实验中 ちゅう 二氧化氮尾气的常用反应。這是個 こ 歧化反應 はんのう 。
2
N
O
2
+
2
N
a
O
H
→
N
a
N
O
3
+
N
a
N
O
2
+
H
2
O
{\displaystyle {\rm {2NO_{2}+2NaOH\rightarrow NaNO_{3}+NaNO_{2}+H_{2}O\,}}}
与 あずか 一 いち 氧化氮 溶于氢氧化 か 钠溶液 えき 归中 生成 せいせい 亚硝酸 しょうさん 钠
N
O
+
N
O
2
+
2
N
a
O
H
→
2
N
a
N
O
2
+
H
2
O
{\displaystyle {\rm {NO+NO_{2}+2NaOH\rightarrow 2NaNO_{2}+H_{2}O\,}}}
光照 みつてる 或 ある 加 か 热时,硝酸 しょうさん 可 か 以分解 ぶんかい 出 で 二 に 氧化氮,这就造成 ぞうせい 了 りょう 大 だい 多数 たすう 硝酸 しょうさん 样品所 しょ 特有 とくゆう 的 てき 黄色 おうしょく :
4
H
N
O
3
→
4
N
O
2
↑
+
2
H
2
O
+
O
2
↑
{\displaystyle {\rm {4HNO_{3}\rightarrow 4NO_{2}\uparrow +2H_{2}O+O_{2}\uparrow \,}}}
NO2 与 あずか 金属 きんぞく 氧化物 ぶつ 反 はん 应生成 せいせい 无水金属 きんぞく 硝酸 しょうさん 盐 :[1]
M
O
+
3
N
O
2
→
2
M
(
N
O
3
)
2
+
N
O
↑
{\displaystyle {\rm {MO+3NO_{2}\rightarrow 2M(NO_{3})_{2}+NO\uparrow \,}}}
烷基和金 わきん 属 ぞく 碘化物 ぶつ 也可以通过类似 に 的 てき 反 はん 应生成 せいせい 相 しょう 应的硝酸 しょうさん 酯和 わ 硝酸 しょうさん 盐 :
T
i
I
4
+
8
N
O
2
→
T
i
(
N
O
3
)
4
+
4
N
O
↑
+
2
I
2
{\displaystyle {\rm {TiI_{4}+8NO_{2}\rightarrow Ti(NO_{3})_{4}+4NO\uparrow +2I_{2}}}}
2
C
H
3
I
+
4
N
O
2
→
2
C
H
3
O
N
O
2
+
2
N
O
+
I
2
{\displaystyle {\rm {2CH_{3}I+4NO_{2}\rightarrow 2CH_{3}ONO_{2}+2NO+I_{2}}}}
聚合反 はん 应 [ 编辑 ]
图中显示不同 ふどう 温度 おんど 下相 おりあい 同 どう 的 てき N2 O4 -NO2 混合 こんごう 物 ぶつ 的 てき 颜色,左 ひだり 瓶 びん 温度 おんど 高 だか 于右瓶 びん 。
NO2 (红棕色 しょく 顺磁性 せい 气体)很容易 ようい 聚合。通常 つうじょう 情 じょう 况下与 あずか 其二 そのじ 聚体形式 けいしき ——四 よん 氧化二 に 氮 (无色抗 こう 磁性 じせい 气体)混合 こんごう 存在 そんざい ,构成一 いち 种平衡态混合 こんごう 物 ぶつ 。
2
N
O
2
⇌
N
2
O
4
{\displaystyle {\rm {2NO_{2}\rightleftharpoons N_{2}O_{4}}}}
;
Δ でるた
H
=
−
57.23
k
J
/
m
o
l
{\displaystyle {\rm {\ \Delta H=-57.23kJ/mol}}}
NO2 到 いた N2 O4 是 ぜ 个放热反应,因 いん 此顺磁性 じせい 的 てき NO2 单体在 ざい 高温 こうおん 时稳定 じょう 。在 ざい 低温 ていおん 下 か ,二 に 氧化氮(NO2 )气体转化为无色 しょく 的 てき 四 よん 氧化二 に 氮 (N2 O4 )气体;在 ざい 高温 こうおん 下 か ,由 ゆかり N2 O4 转变回 かい NO2 。无色抗 こう 磁性 じせい 的 てき N2 O4 可 か 以通过在–11.2°C 的 てき 熔点熔化它的固体 こたい 而得到 いた 。[1] 固 かた 态时(凝固 ぎょうこ 点 てん 以下 いか ),混合 こんごう 物 ぶつ 几乎全部 ぜんぶ 为四氧化二 に 氮,二 に 氧化氮占0.1%不 ふ 到 いた 。温度 おんど 高 だか 于140 °C时,则全部 ぶ 解 かい 离。
污染及毒性 せい [ 编辑 ]
二氧化氮會刺激眼睛、鼻 はな 、咽喉 いんこう 及呼吸 こきゅう 道 どう 的 てき 黏膜,接觸 せっしょく 低 てい 濃度 のうど 的 てき 二氧化氮會令支氣管過敏及加劇哮喘病人對致敏原的反應。此外,二氧化氮亦會令慢性呼吸系統疾病患者的病情惡化。長時間 ちょうじかん 接觸 せっしょく 二 に 氧化氮可能會 のうかい 減 げん 弱 じゃく 肺 はい 部 ぶ 功 こう 能 のう 以及降 くだ 低 てい 呼吸 こきゅう 系統 けいとう 抵抗 ていこう 疾病 しっぺい 的 てき 能力 のうりょく 。
空 そら 气中 なか 的 てき 二氧化氮可由大多数燃 もえ 烧 过程生成 せいせい 。在 ざい 高温 こうおん 下 か ,氮气 與 あずか 氧气 结合而产生 せい 二 に 氧化氮:
2
O
2
+
N
2
→
2
N
O
2
{\displaystyle {\rm {2O_{2}+N_{2}\rightarrow 2NO_{2}}}}
最 さい 重要 じゅうよう 的 てき NO2 排 はい 放 ひ 源 みなもと 是 ただし 内燃 ないねん 发动机 つくえ ,[3] 火力 かりょく 发电厂 ,以及制 せい 浆厂 。大 だい 气核 かく 试验 也是二氧化氮的一个来源。这也是 ぜ 核 かく 爆 ばく 时蘑菇云 うん 略 りゃく 带红色 しょく 的 てき 缘故。[4] 这些过程都 と 需要 じゅよう 吸入 きゅうにゅう 大量 たいりょう 的 てき 空 そら 气来帮助燃 もえ 烧,从而将 はた 氮气引入到 いた 高温 こうおん 的 てき 燃 もえ 烧反应中,最 さい 终产生 せい 了 りょう 氮氧化物 ばけもの 。因 よし 此,控 ひかえ 制 せい 氮氧化物 ばけもの 要求 ようきゅう 精 せい 细的控 ひかえ 制 せい 为助燃 もえ 而吸入 きゅうにゅう 的 てき 空 そら 气量。
二 に 氧化氮对大 だい 气化学 がく (比 ひ 如对流层臭氧 的 てき 形成 けいせい )有 ゆう 影 かげ 响。一 いち 项由加州 かしゅう 大学 だいがく 圣地亚哥分校 ぶんこう 的 てき 研究 けんきゅう 者 しゃ 发表的 てき 结果显示空 そら 气中NO2 的 てき 浓度与 あずか 嬰兒 えいじ 猝死症 しょう 有 ゆう 一定 いってい 联系。 [5]
参 まいり 见[ 编辑 ]
參考 さんこう 資料 しりょう [ 编辑 ]
^ 1.0 1.1 1.2 Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5 .
^ Michael Thiemann, Erich Scheibler, Karl Wilhelm Wiegand “Nitric Acid, Nitrous Acid, and Nitrogen Oxides” in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, 2005, Weinheim.
^ Son, Busoon; Yang, Wonho; Breysse, Patrick; Chung, Taewoong; Lee, Youngshin. Estimation of occupational and nonoccupational nitrogen dioxide exposure for Korean taxi drivers using a microenvironmental model . Environmental Research. 2004-03, 94 (3): 291–296 [2021-01-07 ] . doi:10.1016/j.envres.2003.08.004 . (原始 げんし 内容 ないよう 存 そん 档 于2021-02-04) (英 えい 语) . (页面存 そん 档备份 ,存 そん 于互联网档案 あん 馆 )
^ Air emissions . Botnia. [2008-02-25 ] . (原始 げんし 内容 ないよう 存 そん 档于2008-03-13). (页面存 そん 档备份 ,存 そん 于互联网档案 あん 馆 )
^ Sids Linked to Nitrogen Dioxide Pollution . [2008-02-25 ] . (原始 げんし 内容 ないよう 存 そん 档 于2013-06-24). (页面存 そん 档备份 ,存 そん 于互联网档案 あん 馆 )
外部 がいぶ 链接[ 编辑 ]