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，當移至C處時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。（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 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，體積不會再減少，則干燥管中Na2O2已反應完，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 （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2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，利用差量法計算參加反應的二氧化碳的體積；根據(jù)方程式可知每有1mol的CO2氣反應，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，通入標準狀況下的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)反應時的物質(zhì)的量的關系可知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，會減少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，體積不會再減少，則干燥管中Na2O2反應完全，活塞由C向D移動，體積擴大，是化學平衡2NO2?N2O4逆向移動，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D→C的移動，使由于2NO2?N2O4的正反應是放熱反應，所以要通過調(diào)節(jié)甲容器的溫度實現(xiàn)活塞由D→C的移動，只能通過降溫。即降溫時 2NO2?N2O4     物質(zhì)的量減少△n

        2       1            1

    0.02 mol          0.1 mol×（1-）

即容器中至少應有0.02 mol的NO2，根據(jù)方程式在物質(zhì)之間轉(zhuǎn)化關系式可知：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：考查NO、CO2和過氧化鈉反應的有關計算與判斷的知識。