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(dāng)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(dāng)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(biāo)準(zhǔn)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

(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(kuò)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）

試題分析：
（1）①設(shè)通入標(biāo)準(zhǔn)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(kuò)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(shí)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。₂和過氧化鈉反應(yīng)的有關(guān)計算與判斷