Question

如圖裝置中，容器甲內(nèi)充入0.1 mol NO氣體，干燥管內(nèi)裝有一定量Na₂O₂，從A處緩慢通入CO₂氣體．恒溫下，容器甲中活塞緩慢由D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(xù)通入，活塞又逐漸向右移動。（不考慮活塞的磨擦）

已知： 2Na₂O₂ + 2CO₂ →  2Na₂CO₃ + O₂

（1）已知當活塞移至C處時，干燥管中物質(zhì)的質(zhì)量增加了2.24 g。

①此時，通入標準狀況下的CO₂氣體多少L？

②容器甲中NO₂轉(zhuǎn)化為N₂O₄的轉(zhuǎn)化率是多少？

③活塞移至C處后，繼續(xù)通入a mol CO₂，此時活塞恰好回至D處．則a值必     0.01（填大于、小于、等于），其理由是                                   。

（2）若改變干燥管中Na₂O₂的量，要通過調(diào)節(jié)甲容器的溫度及通入的量CO₂，使活塞發(fā)生從D到C，又從C到D的移動，則Na₂O₂的質(zhì)量最小值應(yīng)大于________g。

 

Answer 1

【答案】

(共16分)

（1）①CO₂體積1.792 L；（3分）            ②25％（4分）

③小于（2分）；活塞移至C，體積不會再減少，則干燥管中Na₂O₂已反應(yīng)完，活塞由C向D移動，體積擴大，2NO₂N₂O₄平衡左移，使二者物質(zhì)的量增多，活塞移至D時，氣體物質(zhì)的量共增加0.01 mol，因此所需CO₂必小于0.01 mol （3分）

（2）1.56 g（4分）

【解析】

試題分析：

（1）①設(shè)通入標準狀況下CO₂氣體的體積為x，產(chǎn)生氧氣的體積為y

2Na₂O₂+2CO₂=Na₂CO₃+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

解得x=1.792L、y=0.896L

n（O₂）=0.04mol

2NO+ O₂=2NO₂

2    1    2

0.08 mol 0.04 mol  0.08 mol

0.1 mol>0.08 mol

所以NO過量，生成NO₂的物質(zhì)的量為0.08 mol。

所以2NO₂N₂O₄       Δn↓

2      1            1

0.02 mol      0.1 mol×(1－9/10)=0.01mol

所以NO₂轉(zhuǎn)化為N₂O₄的轉(zhuǎn)化率為

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

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

即降溫時2NO₂N₂O₄            Δn↓

2          1           1

0.02 mol      0.1 mol×(1－9/10)

即容器中至少應(yīng)有0.02 mol的NO₂

根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系式可知：2Na₂O₂→O₂→2NO→2NO₂

至少需要Na₂O₂  0.02 mol

所以其質(zhì)量最小值為0.02 mol×78 g/mol＝1.56 g。

考點：考查NO、CO₂和過氧化鈉反應(yīng)的有關(guān)計算與判斷