Question

如圖裝置中，容器甲內充入0.1 mol NO氣體，干燥管內裝有一定量Na₂O₂，從A處緩緩通入CO₂氣體。恒溫下，容器甲中活塞緩慢由B向左移動，當移至C處時，容器體積縮小至最小，為原體積的。隨著CO₂的繼續通入，活塞又逐漸向右移動。

（1）①已知當活塞移至C處時，干燥管中物質的質量增加了2.24 g。此時，通入標準狀況下的CO₂氣體多少升？容器甲中NO₂轉化為N₂O₄的轉化率是多少？

②活塞移至C處后，繼續通入a mol CO₂，此時活塞恰好回至B處，則a值必小于0.01。其理由是_________________________________________________________________________。

（2）若改變干燥管中Na₂O₂的量，可通過調節甲容器的溫度及通入CO₂的量，使活塞發生從B到C，又從C到B的移動。則Na₂O₂的質量最小值應大于______________g。

Answer 1

（1）①1.792 L,25%

②活塞移至C，體積不會再減少，則干燥管中Na₂O₂已反應完，活塞由C向B移動，體積擴大，2NO₂N₂O₄平衡左移，使二者物質的量增多，活塞移至B時，氣體物質的量共增加0.01 mol，因此所需CO₂必小于0.01 mol

（2）1.56

解析:

①設通入標準狀況下CO₂氣體的體積為x，產生氧氣的體積為y。

2Na₂O₂+2CO₂====2Na₂CO₃+O₂      Δm

      2×22.4 L      22.4 L  56 g

      x              y       2.24 g

56 g·x=2×22.4 L×2.24 g  x=1.792 L

y=0.896 L  n（O₂）=0.04 mol

2NO      +      O₂  ====  2NO₂

2               1         2

0.1 mol>0.08 mol  0.04 mol  0.08 mol

所以NO過量，生成NO₂的物質的量為0.08 mol。

所以2NO₂N₂O₄    Δn

    2                1

  0.02 mol           0.1 mol×(1-)

所以NO₂轉化為N₂O₄的轉化率為×100%=25%

(2)解：實現從B→C的移動，只能通過降溫使2NO₂N₂O₄的平衡向右移動（此反應為放熱反應）。

即降溫時  2NO₂N₂O₄    Δn

          2        1       1

          0.02 mol   0.1 mol×(1-)

即容器中至少應有0.02 mol的NO₂，根據轉化關系式可知：

2Na₂O₂—O₂—2NO—2NO₂

至少需要Na₂O₂  0.02 mol

所以其質量最小值為0.02 mol×78 g·mol^-1=1.56 g。

同步測控