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五氧化二氮（微溶于水的无色柱状结晶体）

次浏览 | 更新时间：2023-05-19

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五氧化二氮

微溶于水的无色柱状结晶体

五氧化二氮（化学式：N2O5），又称硝酐，是硝酸的酸酐。通常状态下呈无色柱状结晶体，均微溶于水，水溶液呈酸性。分子量108.2，密度2.05 g/cm3 （固） 32℃时升华并明显分解。47℃时完全分解。溶于水和氯仿，在热水中分解，在硝酸中分解缓慢，其氯仿溶液在-20℃时可存放1周。具有强氧化性，能使苯、丙三醇、纤维素等硝化。与过氧化氢作用生成过氧硝酸（HO2NO2）。通常状态下呈无色柱状结晶体，均微溶于水，水溶液呈酸性。有吸湿性，有毒。溶于热水时生成硝酸。熔点32.5℃，易升华，易分解。

基本信息

中文名	五氧化二氮
别名	硝酐
化学式	N2O5
分子量	108.2
CAS登录号	10102-03-1

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分子结构

五氧化二氮

五氧化二氮分子是平面形分子，分子中存在离域π键。

五氧化二氮分子中主要为sp2杂化，含有6个σ键和2个三原子四电子离域π键。因此图中四个氧原子（除了中间那个以外）实际上是等价的。一般地，在标况下，五氧化二氮为无色固体，在漫射光和280K以下稳定，在气态时不稳定。

通常认为，固体状态下，他由两种离子构成：NO(硝酰阳离子)和 NO(硝酸根离子)，其中阳离子呈直线型，键长115pm，阴离子呈三角形，键长122pm，阴阳离子的中心N原子间距为273pm，且阳离子垂直于阴离子所在平面。这种物质称为硝酸硝鎓。

毒性

五氧化二氮很容易潮解，而且在10℃以上能分解生成毒气二氧化氮及氧气，但在-10℃以下时较稳定。遇高温及易燃物品，会引起燃烧爆炸。由五氧化二氮引起的火灾，可使用水或泡沫进行扑灭。且五氧化二氮属强氧化剂，与水反应生成强酸。

用途

用作硝化剂、氧化剂。

制法原理

2NO₂+O₃=N₂O₅+O₂

用十氧化四磷（习惯上称五氧化二磷）使硝酸脱水可得：4HNO+P₄O₁₀=2NO+4HPO3

基本特性

N2O5很不稳定，纯品在室温下易升华，受日光照射则爆炸分解为N2O4和氧气。不论是纯品还是处于溶剂中,N2O5在空气中都很容易吸潮生成硝酸。

低温时N2O5为白色鳞片状结晶，密度为1.63g/cm，熔点29℃，在室温下有升华现象。随着温度的上升，白色晶体逐渐变为浅黄、橘黄，甚至棕褐色，45℃左右呈液态并分解释放出氧气和二氧化氮等，若遇高温或可燃性物质，就会发生爆炸。纯品N2O5在0℃环境下10d分解一半，在20℃环境下10h可分解一半，在-60℃以下环境中可存储1a。

制造研究进展

1840年,H.st.c.Devil用干燥的氯气通入无水硝酸银中，首次制备了固体N2O5。R.We-ber等人相继研究了用浓硝酸与五氧化二磷反应制造N2O5的方法，这是迄今最方便，最广泛用于实验室制造N2O5的方法。自本世纪20年代开始，又出现了用低价氮的氧化物(NO、N2O3、N2O4)臭氧化法制备N2O5，特别是以N2O4作为原料，因其较稳定，便于贮存、运输，用它经臭氧化法制备N2O5得到了一定程度的发展，据悉，目前已有实现大规模生产的趋。除上述主要的制造方法外，其他的化学方法也有报道，如苦味酸法[5],五氟化溴法[6],三氧化硫脱水法[7]等。80年代开始，英、美、俄等国相继发展和完善了电解法制备N2O5的工艺过程，采用该法得到的N2O5硝酸溶液可直接用硝化过程。这是N2O5制造历史上的一次飞跃，使得N2O5方便、廉价地大规模工业化生产成为可能。

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