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五氧化二氮

用作硝化剂氧化剂等
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五氧化二氮是一种无机物，化学式是N₂O₅，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1.642 g/cm3[4]（固），熔点30℃， 32℃时升华并明显分解，47℃时完全分解，易升华，易分解。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）。有吸湿性，有毒。溶于热水时生成硝酸。[1]
中文名
五氧化二氮
别    名
硝酐
化学式
N₂O₅
分子量
108
CAS登录号
10102-03-1
沸    点
32 ℃
水溶性
微溶于水
密    度
1.642 g/cm³[4]
外    观
无色柱状结晶体
危险性描述
遇高温或可燃性物质能引起爆炸
毒    性
有毒

分子结构

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图1 N2O5的结构
五氧化二氮分子拔辩是愉体谅平趋骗面形分子，分子中存在离域晚巴辣π阀拘榆验洪姜您键。
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1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：NO2+(硝酰阳离子)和 NO3骗精故-(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茅几料。

基本特性

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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。[2]
低温时N2O5为白色鳞片状结晶，密度为1.642g/cm3，熔点30℃[4]，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。[3]

毒性

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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。[1]

用途

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用作硝化剂、氧化剂。

制法原理

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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：4HNO3+P₄O₁₀=2N2O5+4HPO3

制造研究进展

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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势。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。[2]