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氮氧化物(Nitrogen Oxides)

氮氧化物多为有毒物。其中有些是酸酐,遇水可以生成硝酸、亚硝酸等酸类。分子结构以及常见的製备方法整理于下图:

氮氧化物(Nitrogen Oxides)

一氧化氮(NO)
无色无臭气体,自然界不常见,极不稳定,在常温常压下为腐蚀性气体,容易氧化形成红棕色的二氧化氮,反应式为:2NO+O2→2NO2
一氧化氮製备反应:
N2 + O2 → 2 NO (氮气与氧气经闪电或高温后产生大气中天然的一氧化氮)
4 NH3 + 5 O2 → 4 NO + 6 H2O
8 HNO3 + 3 Cu → 3 Cu(NO3)2 + 4 H2O + 2 NO
2 NaNO2 + 2 NaI + 2 H2SO4 → I2 + 4 NaHSO4 + 2 NO
2 NaNO2 + 2 FeSO4 + 3 H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 2 NaHSO4 + 2 H2O + 2 NO
3 KNO2 (l) + KNO3 (l) + Cr2O3(s) → 2 K2CrO4(s) + 4 NO (g)

二氧化氮(NO2)
红棕色有刺激气味且具腐蚀性气体,经光分解后生成对流层中的臭氧,有害人体。
二氧化氮製备反应:
2NO+O2→2NO2
Cu+HNO3→Cu(NO3)2+NO2↑
NaNO2+2HCl→NO2+NO+2NaCl+H2O
2Cu(NO3)2(s)→2CuO(s) + 4NO2(g) + O2(g)
NaNO3+2HCl→2NaCl+NO2+H2O
2C6H8O7+6NaNO2→3NO+3NO2+3H2O+2C6H5O7Na

一氧化二氮(N2O)
无色有甜味气体,又名笑气,有轻微麻醉作用。化学性质稳定。可溶于水、乙醇、乙醚、浓硫酸,也是温室气体之一。早期用于牙医麻醉剂,现今用于火箭、赛车推进剂。
一氧化二氮製备反应:
NH4NO3→N2O + 2H2O
4Zn+10HNO3→4Zn(NO3)2+N2O+5H2O

叠氮化亚硝醯(N4O)
此氮氧化物极不稳定,低于-50℃时,是一种淡黄色固体,很容易分解变成一氧化二氮与氮气,反应式为:N4O → N2O + N2
叠氮化亚硝醯製备反应:
NaN3 (过量) + NOCl → NaCl + N4O

三氧化氮(NO3)
此氮氧化物极不稳定,属于五氧化氮分解反应的中间产物(N2O5→NO2+NO3) ,也会破坏臭氧层。

三氧化二氮(N2O3)
亚硝酸的酸酐,为红棕色气体,溶于苯、乙醚、氯仿、四氯化碳等。三氧化二氮很容易分解为一氧化氮与二氧化氮,反应式为:N2O3→NO + NO2

三氧化二氮製备反应:
在-21℃下,NO + NO2→N2O3

四氧化二氮(N2O4)
无色气体,剧毒具腐蚀性,常见製成品为黄褐色高密度液体,做为火箭推进剂。高温时,四氧化二氮很容易分解产生二氧化氮。反应式为:N2O4→2NO2。四氧化二氮溶于水会产生硝酸与亚硝酸,反应式为:N2O4+ H2O→HNO2 + HNO3。

五氧化二氮(N2O5)
无色柱状晶体,化学性质非常不稳定,室温时易分解成二氧化氮与氧气。

三硝基氨(N(NO2)3)
最晚发现的氮氧化物, 2010年由瑞典皇家工学院研究者发现,将应用在火箭推进氧化剂。

参考资料:
1. http://www.webelements.com/compounds/nitrogen/nitrogen_monoxide.html
2. http://en.wikipedia.org/wiki/File:Nitric_oxide_production.png
3. http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%AE%E6%B0%A7%E5%8C%96%E7%89%A9
4. http://140.122.143.143/NSC/bionetwork/biorelative/NO.html

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