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(12分)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。(不考虑活塞的磨擦)

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2.24 g。

①此时,通入标准状况下的CO2气体 L ,容器甲中NO2转化为N2O4的转化率是

②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。

 

(1)①CO2体积1.792 L(2分) ② 25%(2分)

③小于(2分);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 (4分)

(2)1.56 g(2分)

【解析】

试题分析:(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;根据方程式可知每有1mol的CO2气反应,固态质量增加28g, 现在干燥管中物质的质量增加了2.24 g,所以此时,通入标准状况下的CO2气体的物质的量是2.24 g ÷28g/mol=0.08mol,其体积是0.08mol×22.4L/mol=1.792 L。产生的O2的体积是1.792 L÷2=0.896L,n(O2)=0.04mol,根据方程式2NO(g) + O2(g) =2NO2(g)中物质反应时的物质的量的关系可知NO过量,所以产生的NO2的物质的量是0.08mol, 由2NO2 (g) N2O4(g)可知每有2体积的发生反应,会减少1体积,现在容器甲中气体的物质的量减少0.1mol(1-9/10)=0.01mol,所以反应消耗的NO2是0.02mol,因此NO2的平衡转化率是(0.02mol÷0.08mol)×100%=25%;②活塞移至C,体积不会再减少,则干燥管中Na2O2反应完全,活塞由C向D移动,体积扩大,是化学平衡2NO2?N2O4逆向移动,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,使由于2NO2?N2O4的正反应是放热反应,所以要通过调节甲容器的温度实现活塞由D→C的移动,只能通过降温。即降温时 2NO2?N2O4     物质的量减少△n

        2       1            1

    0.02 mol          0.1 mol×(1-

即容器中至少应有0.02 mol的NO2,根据方程式在物质之间转化关系式可知: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.

考点:考查NO、CO2和过氧化钠反应的有关计算与判断的知识。

 

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下列是某同学对相应的离子方程式所作的评价,其中评价合理的是

编号

化学反应

离子方程式

评  价

A

碳酸钙与醋酸反应

CO32-+2CH3COOH =CO2↑+H2O+2CH3COO-

错误,碳酸钙是弱电解质,不应写成离子形式

B

苯酚钠溶液中通入CO2

2C6H5O-+CO2+H2O→2C6H5OH+CO32-

正确

C

NaHCO3的水解

HCO3-+H2O═CO32-+H3O+

错误,水解方程式误写成电离方程式

D

等物质的量的FeBr2和Cl2反应

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错误,离子方程式中Fe2+与Br-的物质的量之比与化学式不符

 

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C.将过量的SO2通入Ca(ClO)2溶液中: SO2+ClO-+H2O =HClO+ HSO3-

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