中學(xué)化學(xué)的一些疑點(diǎn)：

1 既然N2+O2==2NO(放電或高溫)，而N2+3H2?2NH3（高溫高壓催化劑）可以看出前者反應(yīng)更容易，為什么工業(yè)制一氧化氮要先合成氨再催化氧化而不是氮氧直接化合？

2.為什么氮氧化合以及氨催化氧化都生成NO，而不是直接生成NO2，可是NO卻很容易被氧化為NO2，還有銅和硝酸反應(yīng)為什么稀硝酸生成NO濃硝酸NO2

氮元素第一節(jié)課學(xué)過“雷雨發(fā)莊稼”的三個反應(yīng)，書上是這么給的（都沒有可逆號）

① N2 + O2 == 2NO (放電或高溫)

② 2NO + O2 == 2NO2

③ 3NO2 + H2O == 2HNO3 + NO

但如果把這三個反應(yīng)看作可逆反應(yīng)，上面這些疑問就有合理的解釋了。

⑴ⅰ氮?dú)夂脱鯕饣铣蒒O是可逆反應(yīng)，反應(yīng)吸熱，且在1000~2000度逆反應(yīng)占優(yōu)勢，工業(yè)上若用此反應(yīng)制NO需要達(dá)到3000~4000度高溫才會有可觀的轉(zhuǎn)化率。而汽車內(nèi)燃機(jī)的確達(dá)不到這個溫度，但產(chǎn)生的微量NO累積起來足夠污染空氣

ⅱ放電是很極端的反應(yīng)條件，是在極高的電壓下超過氣體的絕緣能力而被擊穿，很多即使高溫高壓催化劑條件下都難以完成的反應(yīng)卻可以在放電條件下完成，例如稀有氣體化合物的制備。此外氮?dú)夂蜌錃獬邷馗邏捍呋瘎┩庠诜烹姷臈l件下也可以化合為氨（無機(jī)化學(xué)叢書資料）

⑵反應(yīng)②為放熱反應(yīng)，高溫下NO和O2化合為NO2趨勢很小相反NO2分解為NO和O2反應(yīng)程度很大，因此高溫下NO更穩(wěn)定而常溫下NO2（溫度更低則N2O4）更穩(wěn)定

⑶稀硝酸中NO2會和水反應(yīng)歧化為HNO3和NO,而濃硝酸中NO會和HNO3歸中為NO2

當(dāng)然，活潑金屬（如Zn）和稀硝酸反應(yīng)還會生成N2O和NH4+，是因?yàn)镹O3-濃度低周圍遇到大量鋅和H+反應(yīng)生成的氫原子直接被還原為低價態(tài)氮

⑷正好相反，另一個反應(yīng)

④2NO + 2CO == N2 + 2CO2 （催化劑 加熱）

K>10∧50（遠(yuǎn)超過10∧5完全反應(yīng)界限）為不可逆反應(yīng)

而且此反應(yīng)為

⑤2NO==N2+O2 K>1

⑥2CO+O2==2CO2 K>>10∧5

疊加，K4=K5*K6>>10∧5

汽車催化轉(zhuǎn)化器處理后仍有NO和CO是因?yàn)樵摲磻?yīng)沒有足夠的時間達(dá)到平衡氣體就已經(jīng)排出了，為動力學(xué)問題。如果能經(jīng)歷足夠長的時間，NO和CO會按計量比幾乎完全轉(zhuǎn)化為N2和CO2只有一種反應(yīng)物剩余。如果要提高轉(zhuǎn)化率，應(yīng)該在動力學(xué)上研制催化效率更高的催化劑而不是在熱力學(xué)上使平衡正移

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拓展：另外硝酸根離子和亞硝酸根在堿性環(huán)境下也可以表現(xiàn)氧化性！而主要還原產(chǎn)物為氨。因此無法用硝酸亞鐵和堿反應(yīng)制氫氧化亞鐵，因?yàn)闅溲趸瘉嗚F還原性很強(qiáng)，即使在堿性環(huán)境下也可以被硝酸根或亞硝酸根氧化。還有在有大量NO2-或NO3-和OH-存在的溶液中加入兩性活潑金屬（例如鋅或鋁）無氫氣產(chǎn)生或只產(chǎn)生少量氫氣，而NO2-或NO3-被還原為氨

3Zn+NO2- + 5H2O + 5OH- = 3[Zn(OH)4]2- + NH3↑

而硝酸亞鐵溶液是在中性或弱酸性環(huán)境下存在的，該條件下Fe3+/Fe2+電對還沒有變?yōu)镕e(OH)3/Fe(OH)2電對，還原性沒有明顯增強(qiáng)，而該條件下硝酸根也沒有很強(qiáng)的氧化性，因此可以共存