Диоксид азота NO₂ при охлаждении до −11°C полимеризуется в бесцветный N₂O₄, затем вновь диссоциирует при нагревании.

Диоксид азота (NO₂) и его димер тетроксид диазота (N₂O₄) демонстрируют классический пример динамического химического равновесия: 2NO₂ ⇌ N₂O₄. При комнатной температуре в системе преобладает коричневый NO₂, придающий газу характерный цвет, но при охлаждении до −11°C молекулы димеризуются, образуя бесцветный N₂O₄. Это превращение полностью обратимо: при нагревании бесцветный димер вновь распадается на окрашенный мономер. Температурная зависимость положения равновесия подчиняется уравнению Вант-Гоффа, которое связывает константу равновесия с энтальпией реакции. Поскольку полимеризация NO₂ является экзотермическим процессом (ΔH ≈ −57 кДж/моль), понижение температуры смещает равновесие в сторону образования N₂O₄ согласно принципу Ле Шателье. Обратный процесс диссоциации происходит при повышении температуры, демонстрируя чувствительность системы к тепловым воздействиям. Эта пара газов широко используется в промышленности и научных исследованиях. N₂O₄ применяется как окислитель ракетного топлива благодаря его химической активности и удобству хранения при пониженных температурах. В химических лабораториях система NO₂/N₂O₄ служит классическим учебным примером для демонстрации влияния температуры на химическое равновесие — достаточно охладить или нагреть пробирку с газом, чтобы наглядно увидеть изменение окраски. Смена коричневого цвета на бесцветный и обратно делает процесс полностью видимым и доступным для понимания.