Question

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处缓慢通入CO₂气体．恒温下，容器甲中活塞缓慢由D向左移动，当移至C处时容器体积缩小至最小，为原体积的9/10，随着CO₂的继续通入，活塞又逐渐向右移动。（不考虑活塞的摩擦）

已知：2Na₂O₂+2CO₂→2Na₂CO₃+O₂

（1）已知当活塞移至C处时，干燥管中物质的质量增加了2.24g。

①此时，通入标准状况下的CO₂气体为       L。

②容器甲中NO₂转化为N₂O₄的转化率是        。

③活塞移至C处后，继续通入a mol CO₂，此时活塞恰好回至D处．则a值必   0.01（填大于、小于、等于），其理由是                   。

（2）若改变干燥管中Na₂O₂的量，要通过调节甲容器的温度及通入的量CO₂，使活塞发生从D到C，又从C到D的移动，则Na₂O₂的质量最小值应大于   g。

Answer

(1) ①1.792L ②25% ③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，2NO2N2O4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)1.56g

【解析】

试题分析：（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 L 22.4L 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

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 mol 0.08 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2NO2N2O4 物质的量减少△n

2 1 1

0.02 mol 0.1 mol×（1-9/10）＝0.01mol

所以NO2转化为N2O4的转化率为

×100%＝25%

③活塞移至C，体积不会再减少，则干燥管中过氧化钠已反应完，活塞由C向D移动，体积扩大，2NO2N2O4 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，只能通过降温使反应2NO2N2O4 的平衡向右移动（此反应为放热反应），即降温时

2NO2N2O4 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×78g/mol＝1.56 g。

考点：考查NO、CO2和过氧化钠反应的有关计算与判断