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二氧化氮NO2或N2O4

二氧化氮NO2或N2O4

1.别名•英文名
过氧化氮、四氧化二氮、四氧化氮;Nitrogendioxide、Nitrogenperoxide、Dinitrogentetroxide、Nitrogentetroxide
2.用途
制造硝酸、硝化剂、氧化剂、催化剂、丙烯酸醋聚合抑制剂、标准气、火箭燃料、面粉漂白剂。
3.制法
(1)把干燥的硝酸铅粉末在氧气流中加热。
(2)氮氧化生产硝酸时的中间产物。
(3)在电焊及电弧发光,矿井下用硝胺炸药爆破,苯胶染料的重氮化等生产过程,存放在谷仓中的青饲料或谷物经缺氧发酵等过程中均产生氮氧化物。
在不同生产过程所产生硝烟的组成如下表所示。
生产过程 NO(%) N02(%)
乙炔气割 92 8
电焊 91 9
硝化炸药爆炸 48 52
硝化纤维燃烧 81 19
金属酸洗 22 78
内燃机废气 65 35

4.理化性质
分子量:46.01
熔点(101.325kpa):-11.20℃
沸点(101.325kPa):21.2℃
液体密度(21.1℃,101.325kPa):1443kg/m3
气体密度(21.1℃,101.325kpa):3.140kg/m3
相对密度(气体,空气=1,21.1℃,101.325kh)2.62
比容(421.1℃,101.325kpa)10.2934m3/kg
气液容积比(21.l℃,1.01J325kpa)424L/L
临界温度:158.2℃
临界压力:10132.5kpa
临界密度:557kg/m3
压缩系数:

温度℃ 压缩系数
lOKPa 5OKPa 100kpa 20OKPa
15 0.998 0.995
50 0.999
0.99.644 0.992 0.985
熔化热(-11.20℃,18.6kpa):159.5KJ/kg
气化热(21.10℃,I01.325kpa):430.4KJ/kg
比热容(气体,27-100℃,101.325kPa):CP=831.5J/(kg•K)
蒸汽压(-20℃):11kpa
(0℃):37kpa
(20℃):102kpa
粘度(101.326kpa,25℃):0.0132mPa•s
粘度(液体,20℃):0.42mPa•s
表面张力(19.8℃):26.6mN/m
导热系数(101.325kpa,50℃):0.16747W/(m•K)
折射率(气体,36℃):1.000503
(液体,20℃):1.40
毒性级别:3
易燃性级别:0
易爆性级别:0
二氧化氮为具有窒息性刺激气味的腐蚀性黄褐色有毒气体。在常温常压下它实际上是NO2和N2O4的平衡混合物,它们随温度和压力而相互转化在一个大气压下的解离度为27℃-20%,60℃-50%,100℃-90%。液化的二氧化氮呈黄色,当温度低于熔点时其组成几乎都是N2O4分子。当液体二氧化氮在冷却时,颜色逐渐变浅,最后凝固成元色的结晶体。气体二氧化氮在加热时颜色逐渐变暗,密度逐渐变小,当大于150℃时几乎全部转变成NO2,颜色变为暗褐色。加热到更高温度时它进一步分解,并在600℃时便完全分解成NO和O2
二氧化氮与空气混合能形成爆炸性混合物。它本身不燃烧,但它是强氧化剂,含有大量活性氧,是助长物质的燃烧,许多物质能在其中燃烧而夺取其中的氧。它遇到棉花、衣物、锯末等有机物质和碳氢化合物时能燃烧而可能造成火灾。它能与一些金属、非金属和非金属低氧化合物作用。例如,当与钾、磷、硫、碳等可燃物质接触,而且受热或受冲击时立刻着火或爆炸。与汞、铅在常温下反应生成硝酸盐,与镁、铝、锌等则作用生成氧化物。铜、钴、镍等在常温下吸收NO2,在高温则变成氧化物。与H2、CO、H2S、甲烷、丁烷混合也可发生爆炸。与氨混合,即使在-80℃也能发生爆炸,并生成硝酸氨和NO。与O3、H2O2等强氧化剂及高氮氧化物反应。
2Cu+N02→Cu2O十NO
2C+2O2→2CO2+N2
7H2十2NO2→2NH3+4H2O
X2+2NO2→2XNO2CO+NO2 +C O2+NO
SO2十NO2→SO3+NO
CINO十NO2→ClNO2十NO
O3十2NO2→N2O5+O2
NO3十NO2→N2O5
H2O2+2NO2→2HNO3
ClNO2+2NO2→ClNO十N2O5
与过氯酸、磷酸、硫酸反应生成各自的亚硝酸盐。与二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烯、1,2-二氯乙烷、1,1,1三氯乙烷、三氯乙烯、过氯乙烯、氯仿、四氯化碳等氯代烃猛烈反应,并在受热和受冲击时也会产生爆炸。与氟化硼、氟化硅、氟化磷反应生成加成化合物。与偏二甲肼(VDMH)接触能自燃。
液体N2O4也是氧化剂,能使金属等氧化。
M十N2O4→MNO3+NO(M=Na、Ag、Cu)
KN3十N2O4→KNO3+N2十N2O
NaClO3+N2O4+NaNO3+N O3+ClO2
液体能溶解Cl2、Br和I2,无机盐则除非与其反应就不溶解在其中。与脂肪族、芳香族碳氢化合物、卤素置换体、酸、酮等不起反应而易于溶解,但与具有羟基和胶基的物质起激烈反应。
二氧化氮溶于二硫化碳和氯仿,与水、碱性溶液作用生成硝酸、亚硝酸和相应盐的混合物。

N2O4十H2OHNO3十HNO2

3NO2+H2O→2HNO3+NO,

二氧化氮与一些物质混合接触时的危险性如下表所示:
混合接触危险物质名称 化学式 危险等级 摘要
磷 P A 有猛烈着火的危险性
硫 S A 有猛烈着火的危险性
镁 Mg A 有猛烈着火的危险性
异戊间二烯 CH2C(CH3)CHCH2 A 有爆炸的危险性
二氯乙烷 C2H4Cl2 A 可能生成爆炸性物质
正己烷 C6H14 A 有爆炸的危险吕
苯 C6H6 A 有爆炸的危险性
甲基环己烷 C6H11CH3 A 有爆炸的危RT性
吡啶 C5H5N A 有激烈反应的危险性
喹琳 C3H7N A 有激烈度!茸的危险性
二甲亚硫 (CH3)2SO A !有激烈爆炸反应的危险性
二氯甲烷 CHCl3 B 可能生成爆炸性物质
碳化钨 WC A 有着火的危险性
碳化二钨 W2C A 有着火的危险性
二氯乙烷 CH2=CCl2 A 可能生成爆炸性物质
三氯乙烯 Cl2C=CHCl A 加热有激烈反应的危险性
氨 NHO3 A 有激烈反应的危险性
臭氧 03 A 有爆炸的危险性
乙炔铯 CH=CCs A 有爆炸的危险性

5.毒性
最高容许浓度:5mg/m3不同浓度二氧化氮对人体的作用如下表所示。
浓度ppm 作用
0.5 能感到其特殊臭味