Question

（12分）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(dòng)，當(dāng)移至C處時(shí)容器體積縮小至最小，為原體積的9/ 10，隨著CO2的繼續(xù)通入，活塞又逐漸向右移動(dòng)。（不考慮活塞的磨擦）

已知： 2Na2O2 + 2CO2 ＝ 2Na2CO3 + O2

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

①此時(shí)，通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的CO2氣體 L ，容器甲中NO2轉(zhuǎn)化為N2O4的轉(zhuǎn)化率是

②活塞移至C處后，繼續(xù)通入a mol CO2，此時(shí)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(dòng)，則Na2O2的質(zhì)量最小值應(yīng)大于________g。

 

Answer 1

（1）①CO2體積1.792 L（2分） ② 25％（2分）

③小于（2分）；活塞移至C，體積不會(huì)再減少，則干燥管中Na2O2已反應(yīng)完，活塞由C向D移動(dòng)，體積擴(kuò)大，2NO2N2O4平衡左移，使二者物質(zhì)的量增多，活塞移至D時(shí)，氣體物質(zhì)的量共增加0.01 mol，因此所需CO2必小于0.01 mol （4分）

（2）1.56 g（2分）

【解析】

試題分析：（1）①干燥管內(nèi)質(zhì)量增重，由于發(fā)生反應(yīng)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，利用差量法計(jì)算參加反應(yīng)的二氧化碳的體積；根據(jù)方程式可知每有1mol的CO2氣反應(yīng)，固態(tài)質(zhì)量增加28g, 現(xiàn)在干燥管中物質(zhì)的質(zhì)量增加了2.24 g，所以此時(shí)，通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的CO2氣體的物質(zhì)的量是2.24 g ÷28g/mol=0.08mol,其體積是0.08mol×22.4L/mol=1.792 L。產(chǎn)生的O2的體積是1.792 L÷2=0.896L,n(O2)=0.04mol，根據(jù)方程式2NO(g) + O2(g) ＝2NO2(g)中物質(zhì)反應(yīng)時(shí)的物質(zhì)的量的關(guān)系可知NO過量,所以產(chǎn)生的NO2的物質(zhì)的量是0.08mol, 由2NO2 (g) N2O4(g)可知每有2體積的發(fā)生反應(yīng)，會(huì)減少1體積，現(xiàn)在容器甲中氣體的物質(zhì)的量減少0.1mol(1-9/10)=0.01mol，所以反應(yīng)消耗的NO2是0.02mol,因此NO2的平衡轉(zhuǎn)化率是（0.02mol÷0.08mol）×100%=25％；②活塞移至C，體積不會(huì)再減少，則干燥管中Na2O2反應(yīng)完全，活塞由C向D移動(dòng)，體積擴(kuò)大，是化學(xué)平衡2NO2?N2O4逆向移動(dòng)，使二者物質(zhì)的量增多，活塞移至D時(shí)，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(shí)現(xiàn)從D→C的移動(dòng)，使由于2NO2?N2O4的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以要通過調(diào)節(jié)甲容器的溫度實(shí)現(xiàn)活塞由D→C的移動(dòng)，只能通過降溫。即降溫時(shí) 2NO2?N2O4     物質(zhì)的量減少△n

        2       1            1

    0.02 mol          0.1 mol×（1-）

即容器中至少應(yīng)有0.02 mol的NO2，根據(jù)方程式在物質(zhì)之間轉(zhuǎn)化關(guān)系式可知：2Na2O2→O2→ 2NO→ 2NO2，至少需要Na2O20.02 mol，所以其質(zhì)量最小值為0.02 mol×78 g/mol=1.56 g．

考點(diǎn)：考查NO、CO2和過氧化鈉反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算與判斷的知識(shí)。