更新时间：2023-09-25 15:31
五氧化二氮（氮 Pentoxide）又称硝酸酐，是一种无机化合物，为正交或六方晶系系的固体，化学式为N2O5，摩尔质量为108.01g/摩尔，密度为1.642g/cm3，熔点为30℃，47℃时分解。五氧化二氮极其不稳定，蒸汽单独存在或与惰性气体共同存在时，它都可以进行分解，在室温下的分解产物为氧气和二氧化氮。五氧化二氮具有强氧化性，易潮解挥发，和水可以起剧烈的反应，同时放出大量的热，并生成硝酸。
晶体五氧化二氮具有离子结构，但气态的或在极低温度下的五氧化二氮，以及在非极性溶剂中均为共价结构。五氧化二氮可以用五氧化二磷与碘化钠硝酸作用制得，也可以用氯气和硝酸银反应来制取。
五氧化二氮可以作为硝化剂、氧化剂使用，如在苯环上引入硝基，其还可以与乙酸酐作用而制备四硝基甲。四硝基甲烷在军事上可用作高级炸药和火箭燃料中的氧化剂组分。但五氧化二氮对上呼吸道和肺泡的刺激性比二氧化氮强。五氧化二氮在迅速加热时会发生强烈的爆炸。有时也可以看到五氧化二氮在通常保存的条件下发生爆炸的情况。
1840年戴威尔（Devil）用干燥的氯气通入碘化钠硝酸银中，首次制备了固体N2O5，后来韦伯（Weber）等人相继研究了用硝酸与五氧化二磷反应制造N2O5的方法。
自19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。
19世纪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硝酸溶液可直接用于硝化过程。这使得N2O5方便、廉价地大规模工业化生产成为可能。
五氧化二氮是一种无色正交或六方晶系系的固体，低温时N2O5为白色鳞片状结晶，摩尔质量为108.01g/摩尔，密度为1.642g/cm3，能溶于水，熔点为30℃，五氧化二氮紫外吸收波长范围为150~250nm。
五氧化二氮极其不稳定，蒸汽单独存在或与惰性气体共同存在时，它都可以进行分解，在室温下的分解产物为氧气和二氧化氮。五氧化二氮具有强氧化性，易潮解挥发，和水可以起剧烈的反应，同时放出大量的热，并生成硝酸。与过氧化氢反应可以生成硝酸和过硝酸HNO4。
温度为40-45℃时或在光照条件下五氧化二氮可以分解为二氧化氮和氧气，反应如下：
五氧化二氮在一氧化氮氛围下可以分解为二氧化氮，反应为：
五氧化二氮在四氯化碳溶液中分解的反应式为：
五氧化二氮与氨气反应生成硝酸和硝酰胺，反应为：
五氧化二氮吸水之后能生成硝酸，反应为：
五氧化二氮与碘化钠硫酸可以反应，生成水、硫酸氢根、硝鎓离子，反应为：
五氧化二氮在许多物质的合成中作硝化剂、氧化剂。五氧化二氮可以作为硝化剂在苯环上引入硝基官能团，如五氧化二氮在硝化甲苯中的应用。五氧化二氮作为硝化剂，二氯甲烷作为溶剂可以用来制备NIMMO（3-硝酸酯甲基-3-甲基氧杂环丁烷），NIMMO可以聚合成发射药配方中的黏合剂PNIMMO（聚3-硝酸酯甲基-3-甲基氧杂环丁烷），反应一般在室温下几分钟内即可完成，因而五氧化二氮被视为绿色硝化剂。
四硝基甲烷的化学式为C(NO2)4，由乙酸酐与五氧化二氮或硝酸作用而制得，它是一种无色油状液体，不溶于水，挥发性很大。四硝基甲烷的含氧量较多，军事上可用作高级炸药和火箭燃料中的氧化剂组分。硝化甘油在现代国防有重要作用，可以用于制作硝酸甘油炸药。以N2O5为硝化剂，C3H6O2为原料，可以对硝化甘油进行绿色合成，与传统的硝化甘油方式相比此种方法操作条件更加温和，也更加安全。
五氧化二氮可以用氯气和硝酸银的反应来制取，该反应可以生成氯化银沉淀和氧气、五氧化二氮，反应为
五氧化二氮还可以通过五氧化二磷使硝酸脱水来制取，反应为
臭氧与二氧化氮反应可以制备五氧化二氮，该反应的反应速率比较快，反应安全简便，且对环境十分友好，反应为
五氟化溴与过量的硝酸锂作用能生成五氧化二氮，反应如下
氮族元素在与氧化合时，能够形成三氧化二氮或五氧化二氮（氮还可以形成其他氧化物）。
晶体硝酸酐具有离子结构，五氧化二氮的晶体为和两种离子构成，阴离子键长为118pm，阳离子键长为130~140pm。五氧化二氮具有弯曲的N-O-N基，其键角几乎接近180°。气相状态下是以分子的状态存在。气态的，或在极低温度下的五氧化二氮，以及在非极性溶剂中均为共价结构，五氧化二氮分子中主要为sp2杂化，含有6个键和2个三原子四电子离域π键。因此图中的四个氧原子（除了中间的氧原子以外）实际上是等价的。
大气中存在的氮氧化物很多，如一氧化氮、二氧化氮、五氧化二氮等，它们是常见的大气污染物。天然排放的氮氧化物，主要来自土壤和海洋中有机化合物的分解，属于自然界的氮循环过程，人为活动排放的氮氧化物大部分来自化石燃料的燃烧过程，如汽车、飞机、内燃机及工业的燃烧过程，也来自生产、使用硝酸的过程，如氮肥厂、有机中间体厂、有色及黑色金属冶炼等。此外，氮氧化物还可以因飞行器在平流层中排放废气，逐渐积累，而使其浓度增大。氮氧化物与平流层内的臭氧发生反应生成二氧化氮与氧，二氧化氮与氧原子进一步反应生成一氧化氮与氧气，打破臭氧平衡，使臭氧浓度降低，导致臭氧层损耗。
五氧化二氮很不稳定，容易分解为氧气和二氧化氮，二氧化氮能严重刺激呼吸系统，引发支气管哮喘、肺炎、肺水肿等疾病，还能将血液中的血色素硝化，对人体的心、肝、肾、造血组织造成危害。五氧化二氮对上呼吸道和肺泡的刺激性比二氧化氮强。五氧化二氮的毒性与臭氧的存在有密切关系，两种气体混合存在时，毒性作用增强。氮氧化物溶解度较小，对粘膜的刺激性也较弱，能达到深部呼吸道，与粘膜上的水作用生成硝酸和亚硝酸，对肺组织会产生剧烈的刺激和腐蚀作用，使肺泡和毛细血管通透性增强，导致肺水肿，毒物吸收进入血液之后，逐步形成亚硝酸盐和硝酸盐，可使血管扩张，血压下降，中枢神经系统受到损害。发生急性中毒时，轻者仅有粘膜刺激症状，脱离污染环境数日内便可痊愈，重者出现呛咳，乏力，胸闷，呼吸困难，肺水肿，高铁血红蛋白血症。另外，五氧化二氮也存在爆炸危险，在迅速加热时会发生强烈的爆炸。有时也可以看到五氧化二氮在通常保存的条件下发生爆炸的情况。
若不慎吸入五氧化二氮，应立即将患者移离现场至空气新鲜处，去除污染的衣物后立即吸氧，并对密切接触者观察24～72小时；及时观察胸部X线变化及血气分析；进行对症治疗。
制造硝酸、硝酸铵的工厂，应加强通风排毒设施，另外工作人员应当定期维修设备，在大修期间，要加强安全防毒教育及必要的劳动保护措施。工作人员应当严格遵守安全操作规程，进入通风不良或含氮氧化物浓度较高的作业环境中检修时，要配戴好送风式防毒面具，并在他人监护下方可进入作业点。不慎发生泄露时，抢救人员必须穿戴防护用具。患有肺气肿等疾病者，不宜从事相关作业。