重氮化合物的合成方法

酸根离子有氧化性，在酸性溶液中能使亚铁离子氧化成铁离子，而自己则还原为一氧化氮。一氧化氮能跟许多金属盐结合生成不稳定的亚硝基化合物。它跟硫酸亚铁反应即生成深棕色的硫酸亚硝基铁：

3Fe2+

+NO3-

+

4H+=3Fe3+

+2H2O+NO

FeSO4+NO=Fe（NO）SO4用

亚铁离子检验

这个反应在室温和没有催化剂存在时，实际上不能进行．根据二氧化硫转化成三氧化硫途径的不同，制造硫酸的方法可分为接触法和硝化法．接触法是用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾（助催剂）的五氧化二钒V2O5作催化剂，将二氧化硫转化成三氧化硫．硝化法是用氮的氧化物作递氧剂，把二氧化硫氧化成三氧化硫：

SO2+N2O3+H2O→H2SO4+2NO

根据所采用设备的不同，硝化法又分为铅室法和塔式法，现在铅室法巳被淘汰；塔式法生产的硫酸浓度只有76％；而接触法可以生产浓度98％以上的硫酸；采用最多．

接触法生产工艺：接触法的基本原理是应用固体催化剂，以空气中的氧直接氧化二氧化硫．其生产过程通常分为二氧化硫的制备、二氧化硫的转化和三氧化硫的吸收三部分．

二氧化硫的制备和净化： 以硫铁矿等其他原料制成的原料气，含有矿尘、氧化砷、二氧化硒、氟化氢、氯化氢等杂质，需经过净化，使原料气质量符合转化的要求．为此，经回收余热的原料气，先通过干式净化设备（旋风除尘器、静电除尘器）除去绝大部分矿尘，然后再由湿法净化系统进行净化．

经过净化的原料气，被水蒸气所饱和，通过喷淋93％硫酸的填料干燥塔，将其中水分含量降至0.1g/m3以下．

二氧化硫的转化：二氧化硫于转化器中，在钒催化剂存在下进行催化氧化：

SO2+（1/2）O2 SO3 ΔH=-99.0kJ

钒催化剂是典型的液相负载型催化剂，它以五氧化二钒为主要活性组分，碱金属氧化物为助催化剂，硅藻土为催化剂载体，有时还加入某些金属或非金属氧化物，以满足强度和活性的特殊需要．通常制成直径4～6mm、长5～15mm柱状颗粒．近年来，丹麦、美国和中国相继开发了球状、环状催化剂，以降低催化床阻力，减少能耗．

钒催化剂须在某一温度以上才能有效地发挥催化作用，此温度称为起燃温度，通常略高于400℃．近年来，研制成功的低温活性型钒催化剂，其起燃温度降低到370℃左右，因而提高了二氧化硫转化率．转化器进口的原料气温度保持在钒催化剂的起燃温度之上，通常为410～440℃．

由于原料气经过湿法净化系统后降温至40℃左右，所以必须通过换热器，以转化反应后的热气体间接加热至反应所需温度，再进入转化器．二氧化硫经氧化反应放出的热量，使催化剂层温度升高，二氧化硫平衡转化率随之降低，如温度超过650℃，将使催化剂损坏．为此，将转化器分成3～5层，层间进行间接或直接冷却，使每一催化剂层保持适宜反应温度，以同时获得较高的转化率和较快的反应速度．

现代硫酸生产用的两次转化工艺，是使经过两层或三层催化剂的气体，先进入中间吸收塔，吸收掉生成的三氧化硫，余气再次加热后，通过后面的催化剂层，进行第二次转化，然后进入最终吸收塔再次吸收．由于中间吸收移除了反应生成物，提高了第二次转化的转化率，故其总转化率可达99.5％以上，部分老厂仍采用传统的一次转化工艺，即气体一次通过全部催化剂层，其总转化率最高仅为98％左右．

三氧化硫的吸收：转化工序生成的三氧化硫经冷却后在填料吸收塔中被吸收．吸收反应虽然是三氧化硫与水的结合，即：

SO3+H2O→H2SO4 ΔH=-132.5kJ

但不能用水进行吸收，否则将形成大量酸雾．工业上采用98.3％硫酸作吸收剂，因其液面上水、三氧化硫和硫酸的总蒸气压最低，故吸收效率最高．出吸收塔的硫酸浓度因吸收三氧化硫而升高，须向98.3％硫酸吸收塔循环槽中加水并在干燥塔与吸收塔间相互串酸，以保持各塔酸浓度恒定．成品酸由各塔循环系统引出．

吸收塔和干燥塔顶设有金属丝网除沫器或玻璃纤维除雾器，以除去气流中夹带的硫酸雾沫，保护设备，防止环境污染．两次转化工艺的最终吸收塔出口尾气中的二氧化硫浓度小于500×10-6，尾气可直接排入大气；而一次转化工艺的吸收塔尾气中的二氧化硫浓度高达2000×10-6～3000×10-6，故须设置尾气处理工序，以使排气符合环境保护法规．氨水吸收法是应用最广的尾气处理方法．

一氧化氮二氧化氮和氢氧化钠反应的化学方程式如下：

2NO₂+ 2NaOH ==== NaNO₃+ NaNO₂+ H₂O

一氧化氮不能单独与氢氧化钠反应。

二氧化氮单独与氢氧化钠反应方程式：

NO + NO₂+ 2NaOH ==== 2NaNO₂+ H₂O

二氧化氮（nitrogen dioxide），化学式NO2。高温下棕红色有毒气体。在常温下(0～21.5℃)二氧化氮与四氧化二氮混合而共存。有毒。有刺激性。溶于浓硝酸中而生成发烟硝酸。能叠合成四氧化二氮。与水作用生成硝酸和一氧化氮。与碱作用生成硝酸盐。能与许多有机化合物起激烈反应。

当温度高于150℃时开始分解，到650℃时完全分解为一氧化氮和氧气。与水反应生成硝酸和一氧化氮；与浓硫酸反应生成亚硝基硫酸，与碱反应生成等摩尔硝酸盐和亚硝酸盐。二氧化氮在气相状态下有叠合作用，生成四氧化二氮，它总是与四氧化二氮在一起呈平衡状态存在。

二氧化氮在化学反应和火箭燃料中用作氧化剂，在亚硝基法生产硫酸中用作催化剂,在工业上可以用来制作硝酸。

参考资料：百度百科-二氧化氮

①CuSO4·5H2O====CuO+SO3+5H2O（或SO2+O2） ；② SO3+H2O====H2SO4。

（2） 欧洲最早的制硫酸方法为：加热蒸馏绿矾，产物除硫酸外，还有一种红色固体生成，方程式为 FeSO4·7H2O====Fe2O3+SO2+SO3+7H2O。

（3）近代英国用铅室法制硫酸，方法是：①先将硫磺燃烧得二氧化硫；②再将燃烧产物与NO、NO2及空气、水蒸气混合，形成亚硝基硫酸（NOHSO4），方程式为：S+O2====SO2；2SO2+O2+NO+NO2+H2O====2NOHSO4。生成的亚硝基硫酸可与水反应生成硫酸，并能释放出氮的氧化物，方程式为2NOHSO4+H2O====2H2SO4+NO+NO2。其中NO、NO2可看作是催化剂。

（4）现代工业制硫酸多用接触氧化法，即将SO2用V2O5作催化剂接触氧化生成SO3的方法，此反应不采用高压条件而用常压，理由是常压下二氧化硫和氧气是气态，三氧化硫是液态，容易分离 。

（5）比较上述方法，古代加热胆矾和绿矾的方法缺点是污染环境，制出的硫酸不纯，产生气体有强烈腐蚀性，近代英国的铅室法其缺点是氮氧化物与二氧化硫保护不当会污染大气。现代制硫酸的方法其优点是使用高效催化剂反应速率快，制出的硫酸易于分离，纯度高。（写出任意两点即可）。

1.单体己内酰胺的制备

苯酚法：由苯酚加氢生成环己醇，氧化脱氢生成环己酮，肟化生成环己肟，再经转位生成己内酰胺。

环氧己烷法：环己烷氧化生成环己醇和环己酮的混合物，环己醇分离后脱氢生成环己酮，再肟化生成环己酮肟，再经转位生成己内酰胺。光亚硝化法：环己烷在光照下用氯化亚硝酰进行亚硝酰化反应生成环己酮肟盐酸盐，在硫酸中进行贝克曼重排生成己内酰胺。甲苯法：由甲苯氧化制得苯甲酸，氢化生成环己甲酸，再用亚硝基硫酸和发烟硫酸进行亚硝基化反应即生成己内酰胺。己内酯法：环己酮在醋酸或过氧化氢作用下生成己内酯，再于高温高压下氨化即得己内酰胺。

2.尼龙6树脂的制备：以己内酰胺为原料，在高温（220～260℃）及引发剂（水）存在下，首先制得氨基己酸，然后缩聚和加成反应同时进行而制得尼龙6树脂。

原料制备：单体己内酰胺的合成最早采用苯酚法,所得环己酮进行肟化，生成环己酮肟，再通过贝克曼重排反应，转位成己内酰胺。目前的工业生产主要采用环己烷氧化法和环己烷光亚硝化法合成环己酮肟。还有一种甲苯法，所得六氢苯甲酸在亚硝酰硫酸作用下重排，制得己内酰胺（见图）。 聚己内酰胺

二氧化氮与氢氧化钠反应方程式是2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O，二氧化氮是指高温下棕红色有毒气体，在常温下二氧化氮与四氧化二氮混合而共存。

氢氧化钠，也称苛性钠、烧碱、固碱、火碱、苛性苏打。氢氧化钠具有强碱性，腐蚀性极强，可作酸中和剂、配合掩蔽剂、沉淀剂、沉淀掩蔽剂。

相关解释：

二氧化氮高温下棕红色有毒气体。在常温下(0～21.5℃)二氧化氮与四氧化二氮混合而共存。有毒。有刺激性。溶于浓硝酸中而生成发烟硝酸。能叠合成四氧化二氮。与水作用生成硝酸和一氧化氮。与碱作用生成硝酸盐。能与许多有机化合物起激烈反应。

当温度高于150℃时开始分解，到650℃时完全分解为一氧化氮和氧气。与水反应生成硝酸和一氧化氮；与浓硫酸反应生成亚硝基硫酸，与碱反应生成等摩尔硝酸盐和亚硝酸盐。二氧化氮在气相状态下有叠合作用，生成四氧化二氮，它总是与四氧化二氮在一起呈平衡状态存在。

二氧化氮在化学反应和火箭燃料中用作氧化剂，在亚硝基法生产硫酸中用作催化剂,在工业上可以用来制作硝酸。

以上内容参考：百度百科-二氧化氮

(NO2)在21.1℃温度时为红棕色刺鼻气体.有毒气体.密度比空气大易液化.易溶於水在21.1℃以下时呈暗褐色液体。在-ll℃以下温度时为无色固体，加压液体为四氧化二氮。分子量46.01，熔点-11.2℃，沸点

21.2℃，蒸气压101.3lkPa(2l℃)，溶于碱、二硫化碳和氯仿，易溶于水。性质较稳定。

二氧化氮溶于水并与水反应生成硝酸

3NO2+H2O=====2HNO3+NO

4NO2+2H2O+O2=====4HNO3

但二氧化氮溶于水后并不会完全反应,所以会有少量二氧化氮分子存在,为黄色.

因此硝酸溶液会呈现黄色