Trả lời nhanh
NO ra NO2 khi NO tác dụng với oxi: 2NO + O2 → 2NO2. Phản ứng xảy ra ngay ở nhiệt độ thường, không cần xúc tác. Hiện tượng: khí NO không màu gặp không khí chuyển nhanh sang khí màu nâu đỏ là NO2. Đây là phản ứng oxi hoá – khử, trong đó NO là chất khử, O2 là chất oxi hoá.
Phương trình hoá học NO ra NO2
2NO + O2 → 2NO2
| Nội dung | Chi tiết |
|---|---|
| Điều kiện | Nhiệt độ thường, không cần xúc tác |
| Chất tham gia | NO (khí không màu), O2 (hoặc không khí) |
| Sản phẩm | NO2 (khí màu nâu đỏ, mùi hắc, độc) |
| Hiện tượng | Khí không màu hoá nâu đỏ |
| Loại phản ứng | Hoá hợp, oxi hoá – khử |
Cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron
Xác định số oxi hoá: N trong NO là +2, N trong NO2 là +4, O2 là 0 và trong NO2 là −2.
- Quá trình oxi hoá: N+2 → N+4 + 2e (NO là chất khử).
- Quá trình khử: O2 + 4e → 2O−2 (O2 là chất oxi hoá).
- Bội số chung của 2 và 4 là 4, nên nhân quá trình oxi hoá với 2, quá trình khử với 1.
- Ta được 2NO + O2 → 2NO2. Kiểm tra: vế trái 2N, 4O; vế phải 2N, 4O. Đã cân bằng.
Mẹo nhớ: mỗi phân tử O2 nhận 4e nên cần đúng 2 phân tử NO, mỗi phân tử cho 2e.
Vì sao phản ứng xảy ra dễ như vậy?
Phân tử NO có một electron độc thân nên rất hoạt động, dễ kết hợp với O2. Trong khi đó N2 rất bền nhờ liên kết ba, phải ở khoảng 3000 °C hoặc có tia lửa điện mới hoá hợp với O2: N2 + O2 ⇌ 2NO. Vì vậy NO sinh ra trong sấm sét hay động cơ đốt trong sẽ nhanh chóng chuyển thành NO2 ngay khi ra không khí.
Ứng dụng và ý nghĩa thực tế
- Sản xuất axit nitric (phương pháp Ostwald): NH3 bị oxi hoá thành NO, NO bị oxi hoá thành NO2, rồi NO2 hấp thụ vào nước có O2:
4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O (xúc tác Pt, khoảng 850–900 °C)
2NO + O2 → 2NO2
4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3 - Nhận biết khí NO: mở nắp bình hoặc cho tiếp xúc không khí, thấy khí hoá nâu đỏ thì đó là NO.
- Môi trường: NO2 tan vào nước mưa tạo HNO3, góp phần gây mưa axit.
Lỗi sai thường gặp
- Viết NO + O2 → NO2 mà không cân bằng. Phải là 2NO + O2 → 2NO2.
- Thêm điều kiện nhiệt độ cao, xúc tác. Phản ứng này không cần.
- Nhầm NO với N2O hoặc nhầm màu: NO không màu, còn NO2 mới nâu đỏ.
- Quên rằng khi làm lạnh, NO2 có thể đime hoá: 2NO2 (nâu đỏ) ⇌ N2O4 (không màu), nên màu nhạt dần ở nhiệt độ thấp.
Bài tập vận dụng (có đáp án)
Bài 1. Cần bao nhiêu lít O2 (đktc) để oxi hoá hoàn toàn 2,24 lít NO (đktc) thành NO2?
Giải: n(NO) = 2,24 : 22,4 = 0,1 mol. Theo phương trình, n(O2) = 0,1 : 2 = 0,05 mol, V = 0,05 × 22,4 = 1,12 lít.
Bài 2. Trộn 6 lít NO với 4 lít O2 (cùng điều kiện). Sau phản ứng hoàn toàn, thu được hỗn hợp khí gồm những chất nào, thể tích bao nhiêu? (Bỏ qua sự đime hoá NO2.)
Giải: Ở cùng điều kiện, tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ mol. 4 lít O2 cần 8 lít NO, mà chỉ có 6 lít NO nên NO hết. O2 phản ứng 3 lít, dư 1 lít; NO2 tạo thành 6 lít. Hỗn hợp sau: 6 lít NO2 và 1 lít O2, tổng 7 lít.
Bài 3. Cho 0,1 mol NO tác dụng với 0,1 mol O2. Tính khối lượng NO2 thu được.
Giải: 0,1 mol NO cần 0,05 mol O2, nên O2 dư. n(NO2) = 0,1 mol, m = 0,1 × 46 = 4,6 gam.
Lưu ý ở Bài 2 và 3: luôn tính theo chất hết (NO), không tính theo chất dư.
Câu hỏi thường gặp
NO ra NO2 cần điều kiện gì?
Không cần điều kiện đặc biệt. NO tác dụng với O2 ngay ở nhiệt độ thường, không cần xúc tác hay đun nóng.
Hiện tượng khi NO gặp không khí là gì?
Khí NO không màu chuyển nhanh thành khí NO2 màu nâu đỏ, mùi hắc, khi tiếp xúc với oxi trong không khí.
Phương trình NO + O2 → NO2 cân bằng như thế nào?
Dùng thăng bằng electron: N+2 cho 2e, mỗi O2 nhận 4e nên hệ số là 2NO + O2 → 2NO2.
Trong phản ứng NO ra NO2, chất nào là chất khử?
NO là chất khử vì số oxi hoá của N tăng từ +2 lên +4; O2 là chất oxi hoá vì số oxi hoá giảm từ 0 xuống −2.