Question

（2006•揭阳二模）如图装置中，容器甲内充入0.1mol NO气体，干燥管内装有一定量Na2O2，从A处缓慢

Answer 1

解题思路：（1）①干燥管内质量增重，由于发生反应2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，利用差量法计算参加反应的二氧化碳的体积；

②容器甲中发生反应2NO+O₂=2NO₂，2NO₂⇌N₂O₄，根据①计算生成氧气的体积，进而计算n（O₂），根据过量计算，判断氧气与NO反应生成的二氧化氮的物质的量，此过程容器甲的体积不变，此后由于发生反应2NO₂⇌N₂O₄，甲容器的体积减小，根据体积变化，判断混合气体物质的量减少量，根据差量法计算参加反应的二氧化氮的物质的量，再根据转化率定义计算；

③活塞移至C，体积不会再减少，则干燥管中Na₂O₂已反应完，活塞由C向D移动，体积扩大，2NO₂⇌N₂O₄平衡左移，使二者物质的量增多，活塞移至D时，气体物质的量共增加0.01 mol，因此所需CO₂必小于0.01 mol；

（2）实现从D→C的移动，只能通过降温使2NO₂⇌N₂O₄的平衡向右移动（此反应为放热反应），气体物质的量减少量，根据差量法计算至少含有二氧化氮的物质的量，再根据关系式2Na₂O₂→O₂→2NO→2NO₂，计算过氧化钠的最少物质的量，再根据m=nM计算．

（1）①设通入标准状况下CO₂气体的体积为x，产生氧气的体积为y，则：

2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂质量装置△m

2×22.4 L22.4 L 56 g

x y 2.24 g

所以56 g：2.24g=2×22.4 L：x，解得x=1.792L，

56 g：2.24g=22.4 L：y，解得y=0.896L，

答：通入标准状况下的CO₂气体1.792L．

②由①计算可知，生成氧气的物质的量n（O₂）=[0.896L/22.4L/mol]=0.04mol，

2NO+O₂=2NO₂

2 1 2

0.08mol 0.04 mol0.08 mol

0.1 mol＞0.08 mol，所以NO过量，生成NO₂的物质的量为0.08 mol．

所以2NO₂⇌N₂O₄物质的量减少△n

21 1

0.02 mol 0.1 mol×（1-[9/10]）=0.01mol

所以NO₂转化为N₂O₄的转化率为[0.02mol/0.08mol]×100%=25%，

答：NO₂转化为N₂O₄的转化率为25%．

③活塞移至C，体积不会再减少，则干燥管中Na₂O₂已反应完，活塞由C向D移动，体积扩大，2NO₂⇌N₂O₄平衡左移，使二者物质的量增多，活塞移至D时，气体物质的量共增加0.01 mol，因此所需CO₂必小于0.01 mol，

故答案为：小于；活塞移至C，体积不会再减少，则干燥管中Na₂O₂已反应完，活塞由C向D移动，体积扩大，2NO₂⇌N₂O₄平衡左移，使二者物质的量增多，活塞移至D时，气体物质的量共增加0.01 mol，因此所需CO₂必小于0.01 mol；

（2）实现从D→C的移动，只能通过降温使2NO₂⇌N₂O₄的平衡向右移动（此反应为放热反应）．

即降温时 2NO₂⇌N₂O₄物质的量减少△n

2 1 1

0.02 mol 0.1 mol×（1-[9/10]）

即容器中至少应有0.02 mol的NO₂，

根据转化关系式可知：2Na₂O₂→O₂→2NO→2NO₂，至少需要Na₂O₂0.02 mol，所以其质量最小值为0.02 mol×78 g/mol=1.56 g．

故答案为：1.56g．

点评：

本题考点： 有关范围讨论题的计算；化学方程式的有关计算；氮的氧化物的性质及其对环境的影响；钠的重要化合物．

考点点评： 考查NO、CO2和过氧化钠反应的有关计算与判断，试题综合性强，过程复杂，计算量很大，难度很大，为易错题目，该题是高考中的常见考点和题型，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练．