Question

如图装置中，容器甲内充入0.1 mol NO气体，干燥管内装有一定量Na₂O₂，从A处缓缓通入CO₂气体。恒温下，容器甲中活塞缓慢由B向左移动，当移至C处时，容器体积缩小至最小，为原体积的。随着CO₂的继续通入，活塞又逐渐向右移动。

（1）①已知当活塞移至C处时，干燥管中物质的质量增加了2.24 g。此时，通入标准状况下的CO₂气体多少升？容器甲中NO₂转化为N₂O₄的转化率是多少？
②活塞移至C处后，继续通入a mol CO₂，此时活塞恰好回至B处，则a值必小于0.01。其理由是_________________________________________________________________________。
（2）若改变干燥管中Na₂O₂的量，可通过调节甲容器的温度及通入CO₂的量，使活塞发生从B到C，又从C到B的移动。则Na₂O₂的质量最小值应大于______________g。

Answer 1

（1）①1.792 L,25%
②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B移动，体积扩大，2NO₂N₂O₄平衡左移，使二者物质的量增多，活塞移至B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）1.56

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。
2Na₂O₂+2CO₂====2Na₂CO₃+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  x="1.792" L
y="0.896" L  n（O₂）="0.04" mol
2NO      +      O₂  ="=== " 2NO₂
2               1         2
0.1 mol>0.08 mol  0.04 mol  0.08 mol
所以NO过量，生成NO₂的物质的量为0.08 mol。
所以2NO₂N₂O₄   Δn
2                1
0.02 mol           0.1 mol×(1-)
所以NO₂转化为N₂O₄的转化率为×100%=25%
(2)解：实现从B→C的移动，只能通过降温使2NO₂N₂O₄的平衡向右移动（此反应为放热反应）。
即降温时  2NO₂N₂O₄   Δn
2        1       1
0.02 mol   0.1 mol×(1-)
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Na₂O₂  0.02 mol
所以其质量最小值为0.02 mol×78 g·mol^-1="1.56" g。
同步测控