NO + O2 → NO2: cân bằng phương trình, hiện tượng và ý nghĩa của phản ứng
Lớp 11Hóa học

NO + O2 → NO2: cân bằng phương trình, hiện tượng và ý nghĩa của phản ứng

Trả lời nhanh

Phương trình đúng là 2NO + O2 → 2NO2. Phản ứng xảy ra ngay ở nhiệt độ thường, không cần xúc tác: khí NO không màu gặp oxygen (hoặc không khí) hóa thành khí NO2 màu nâu đỏ. Đây là phản ứng oxi hóa – khử, trong đó NO là chất khử, O2 là chất oxi hóa.

Phương trình hóa học và điều kiện

2NO (khí, không màu) + O2 (khí) → 2NO2 (khí, nâu đỏ)

  • Điều kiện: nhiệt độ thường, tiếp xúc với oxygen hoặc không khí.
  • Hiện tượng: khí không màu chuyển dần thành khí màu nâu đỏ, có mùi hắc, độc.
  • Loại phản ứng: hóa hợp, đồng thời là phản ứng oxi hóa – khử, thuận nghịch ở nhiệt độ cao.

Cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron

Xác định số oxi hóa: trong NO, nitrogen có số oxi hóa +2; trong NO2, nitrogen có số oxi hóa +4; oxygen từ 0 trong O2 xuống -2.

  • Quá trình oxi hóa: N+2 → N+4 + 2e (nhân 2)
  • Quá trình khử: O2 + 4e → 2O-2 (nhân 1)

Bảo toàn electron: 2 x 2e = 1 x 4e. Vậy hệ số của NO và NO2 là 2, của O2 là 1, ta được 2NO + O2 → 2NO2.

Cách kiểm tra nhanh: mỗi vế có 2 nguyên tử N và 4 nguyên tử O.

Vì sao phản ứng xảy ra dễ như vậy?

Phân tử NO có một electron độc thân nên rất hoạt động. Khi gặp O2, nó dễ kết hợp thêm oxygen để tạo NO2 bền hơn. Điều này giải thích vì sao khí NO sinh ra từ phản ứng của kim loại với dung dịch HNO3 loãng thấy không màu trong ống nghiệm, nhưng khi miệng ống tiếp xúc với không khí lập tức xuất hiện khói nâu đỏ.

Ý nghĩa và ứng dụng

  • Sản xuất HNO3 trong công nghiệp: NH3 được oxi hóa thành NO, NO tiếp tục bị oxi hóa thành NO2, rồi NO2 được hấp thụ nước có mặt O2: 4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3.
  • Nhận biết khí NO: dấu hiệu hóa nâu đỏ trong không khí là cách nhận biết quen thuộc.
  • Môi trường: NO và NO2 trong khí thải của động cơ, nhà máy góp phần gây mưa acid và sương mù quang hóa.

Các phản ứng liên quan cần nhớ

Phản ứng Điều kiện / hiện tượng
N2 + O2 ⇌ 2NO Nhiệt độ rất cao (khoảng 3000 °C) hoặc tia lửa điện
4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O 850 – 900 °C, xúc tác Pt
2NO + O2 → 2NO2 Nhiệt độ thường, khí hóa nâu đỏ
3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO NO2 tan trong nước tạo acid và NO

Bài tập có lời giải

Bài 1. Cho 4,48 lít NO (đktc) tác dụng vừa đủ với O2. Tính thể tích O2 cần dùng và thể tích NO2 tạo thành (đktc).

Lời giải. Theo phương trình, tỉ lệ thể tích NO : O2 : NO2 = 2 : 1 : 2. Vậy V(O2) = 4,48/2 = 2,24 lít và V(NO2) = 4,48 lít.

Bài 2. Trộn 3 lít NO với 2 lít O2 (cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất), phản ứng hoàn toàn. Tính thể tích hỗn hợp khí sau phản ứng.

Lời giải. 3 lít NO cần 1,5 lít O2 nên O2 dư 0,5 lít, và tạo 3 lít NO2. Hỗn hợp sau phản ứng gồm 3 lít NO2 và 0,5 lít O2, tổng 3,5 lít.

Lỗi sai thường gặp

  • Viết NO + O2 → NO2 mà không cân bằng, hoặc viết nhầm thành NO3.
  • Cho rằng cần nhiệt độ cao hoặc xúc tác. Thực tế phản ứng này xảy ra ở nhiệt độ thường.
  • Nhầm với phản ứng N2 + O2, vốn cần tia lửa điện hoặc nhiệt độ rất cao.
  • Quên chất dư khi cho trước lượng cả hai chất.

Mẹo nhớ

Em nhớ cụm «NO gặp khí, đổi màu ngay». Hễ thấy khí không màu hóa nâu đỏ trong không khí thì đó là NO chuyển thành NO2.

Luyện tập

  1. Câu 1. Cho biết chất khử và chất oxi hóa trong phản ứng. Đáp án: NO là chất khử; O2 là chất oxi hóa.
  2. Câu 2. Cần bao nhiêu mol O2 để oxi hóa hết 0,6 mol NO? Đáp án: 0,3 mol.

Câu hỏi thường gặp

Phương trình NO + O2 cân bằng như thế nào?

Phương trình cân bằng là 2NO + O2 → 2NO2. Có thể cân bằng bằng phương pháp electron: N+2 nhường 2e thành N+4, O2 nhận 4e.

Hiện tượng khi cho NO tiếp xúc với không khí là gì?

Khí NO không màu hóa thành khí NO2 màu nâu đỏ, có mùi hắc, ngay ở nhiệt độ thường.

NO2 được dùng làm gì trong công nghiệp?

NO2 là chất trung gian trong sản xuất acid nitric: NO2 phản ứng với nước và oxygen tạo HNO3.

Bài học liên quan