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氧化二氮N₂O

铜臭 / 2022-07-25

1.氧化二氮N₂O

加热硝酸銨，即得氧化二氮:

NH₄NO₃=N₂O+2H₂O Q=8千卡

分解作用杓在170°C开始。由于作用时放热,故加热应适时停止，而且用量不宜太多，以防止作用刚烈以致爆炸(见前节銨盐)。它是无色气体，具有微弱好阳的臭味并有甜味。吸入少量,可以发生特殊的麻醉状态，而使痛的成觉减輕。因此，这气被称为“笑气”，并且有时在外科手术上用作麻醉剂。不过，氧化二氮不能椎持呼吸作用，人在其中将被窒息，故它作上述用途时必须与氧混合使用。

在常温时，氧化二氮比較稳定而不活潑，故不与臭氧、卤素、砒金属等起反应。在高温时，它即分解，反应如下:

2N₂O=2N₂+O₂

这时它的作用像一个相当强的氧化剂，可以与肫氧一样地功燃，可以氧化碱金屬和若干碳化合物。它溶于水和碱溶液，但不形成次硝酸和次硝酸盐，因此，它不是次硝酸的酐。

氧化二氮的秸构式为

它与二氧化碳分子內的电子排列相同，因此，这两个化合物的物理性质可以相互比拟，在固态时，晶型也相同。

2.氧化氮NO

在通常条件下，不能直接由元素合成氧化氮。仅在1200°C时才开始发生下列可逆反应:

N₂+O₂=2NO Q=-43.2千卡

下表列出，在不同温度时，在平衡中NO的体积百分数。由表可

表13-5 N₂+O₂=2NO反应的平衡
温度°C	1500	2000	2500	2900	3200	4200
体积百分数	0.1	0.61	1.79	3.2	4.43	10

見，在1500°左右，氧化氮合成反应的平衡仍然是几乎完全移向方程式的左边，而且平衡的建立非常慢，約需30小时。在較高的溫度时，不仅生成較多的NO,并且达到平衡状态所需时間要快得多。因此，在打雷的时候大气中常有NO产生。在工业上是将混合气体通过电弧，使在4000°左右达到平衡，然后极迅速地加以冷却，以防止混合物内NO含量的降低。

現在所用的較好的方法是在500°以上，以鉑作接触剂使氨氧化，其反应为

4NH₃+5O₂=4NO+6H₂O

若无接触剂存在，則氨仅氧化为氮。

虽然氧化氦是一个强烈的吸热化合物，但在平常条件下，它是稳定的。在实驗室内，氧化氮通常是用不很濃的硝酸与銅作用而制得，其反应为

3Cu+8HNO₃=3Cu(NO₃)₂+2NO+4H₂O

氧化氦是无色气体，在水中的溶解度比較小，而且与水不起化学变化。它所含的氧在不很高的温度下很难分解出来，因此，它不助燃。但在高温时，它就有氧化作用，例如磷、鎂等在其中能燃燒。在常溫时，它与氧化剂可发生作用，如高錳酸、次氯酸等可将它氧化为硝酸;氧与它化合为二氧化氮;卤素和它化合为亚硝酰卤素:

3MnO₄⁻+5NO+4H⁺→3Mn⁺⁺+5NO₃⁻+2H₂O

2NO+O₂=2NO₂

2NO+Cl₂=2NOCI

它还可以作为一个中性粗分与許多金屬盐秸合。例如，它与FeSO₄在溶液内形成深棕色的硫酸亚硝基铁", [Fe(NO)]SO₄。加热时，NO即自溶液内完全逸出。溶解于浪硫酸的硫酸銅也与NO形成这种不稳定的亚硝基化物。这类組成簡单的亚硝基化合物只存在于溶液中。若干較复杂的化合物則較为稳定，例如五氰亚硝基貉铁"酸鈉Na₂[Fe(CN)₅NO]是一种稳定的暗紅色秸晶的盐。

氧化氮分子内的电子数为奇数。这类奇电子化合物，为数不多，而氧化氮的性质与其他奇电子化合物有所不同。一般奇电子分子皆有色，但氧化氮在气态时为无色，虽然它在液态和固态时显藍色。它在气态时也不显聚合作用;在液态和固态时有双聚分子(NO)₂存在。这些特性和它的化学性质皆表明氧化氦的結构特殊。它的电子构型可能有两种:

式(I)表示氮原子和氧原子是以三个键相连接，其中一个为三电子键。在氧化氮聚合为双聚分子时，这种三电子键即拆开成为如式(I)构型的分子，从而产生双聚分子：

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