3NO2+H2O=2HNO3+N0。属于氧化还原反应，实验时将一支充满NO₂的试管倒放在盛有水的水槽中，红棕色气体逐渐消失，水位上升，最后水充满整个试管的2/3，无色气体充满试管的1/3（上部）。
NO₂为红棕度色气体，易溶于水，NO为无色气体，难溶于水。硝酸工业常在吸收反应进行过程中补充一些空气，使生成的容一氧化氮再氧化为二氧化氮，二氧化氮溶于水又生成硝酸和一氧化氮。二氧化氮在臭氧的形成过程中起着重要作用。人为产生的二氧化氮主要来自高温燃烧过程的释放，比如机动车尾气、锅炉废气的排放等。 二氧化氮还是酸雨的成因之一，所带来的环境效应多种多样，包括：对湿地和陆生植物物种之间竞争与组成变化的影响，大气能见度的降低，地表水的酸化、富营养化（由于水中富含氮、磷等营养物藻类大量繁殖而导致缺氧）以及增加水体中有害于鱼类和其它水生生物的毒素含量。
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