Question

如圖裝置中，容器甲內(nèi)充入0.1mol 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B向左移動(dòng)，當(dāng)移至C處時(shí)容器體積縮小至最小，為原體積的

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，隨著CO₂的繼續(xù)通入，活塞又逐漸向右移動(dòng)．
（1）①已知當(dāng)活塞移至C處時(shí)，干燥管中物質(zhì)的質(zhì)量增加了2.24g．此時(shí)，通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的CO₂氣體的體積是多少？容器甲中NO₂轉(zhuǎn)化為N₂O₄的轉(zhuǎn)化率是多少？
②活塞移至C處后，繼續(xù)通入amolCO₂，此時(shí)活塞恰好回至B處．則a值必小于0.01，其理由是

 

．
（2）若改變干燥管中Na₂O₂的量，要通過(guò)調(diào)節(jié)甲容器的溫度及通入CO₂的量，使活塞發(fā)生從B到C，又從C到B的移動(dòng)，則Na₂O₂的質(zhì)量最小值應(yīng)大于

 

克？

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡的調(diào)控作用

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)的方程式2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，以及2NO₂?N₂O₄，利用差量法計(jì)算和判斷；
（2）實(shí)現(xiàn)從B→C的移動(dòng)，只能通過(guò)降溫使2NO₂?N₂O₄的平衡向右移動(dòng)，根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系式2Na₂O₂→O₂→2NO→2NO₂計(jì)算．

解答： 解：（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=2Na₂CO₃+O₂ △m
            2×22.4 L    22.4 L   56 g
              x           y      2.24 g
56g×x=2×22.4L×2.24g，
 22.4L×2.24g=56g×y，
解得x=1.792L，
y=0.896L，
n（O₂）=

0.896L

22.4L/mol

=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(guò)量，生成NO₂的物質(zhì)的量為0.08 mol．
所以   2NO₂ ?N₂O₄ △n   
      2        1    1
0.02 mol            0.1 mol×（1-

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）=0.01mol
所以NO₂轉(zhuǎn)化為N₂O₄的轉(zhuǎn)化率為

0.02

0.08

×100%=25%，
答：通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的CO₂氣體的體積是1.792 L，容器甲中NO₂轉(zhuǎn)化為N₂O₄的轉(zhuǎn)化率是25%．
②活塞移至C，體積不會(huì)再減少，則干燥管中Na₂O₂已反應(yīng)完，活塞由C向B移動(dòng)，體積擴(kuò)大，2NO₂?N₂O₄平衡左移，使二者物質(zhì)的量增多，活塞移至D時(shí)，氣體物質(zhì)的量共增加0.01 mol，因此所需CO₂必小于0.01 mol，
故答案為：當(dāng)活塞由C向B移動(dòng)時(shí)，因體積擴(kuò)大使平衡：2NO₂?N₂O₄向體積擴(kuò)大方向移動(dòng)以至混合氣體物質(zhì)的量增大；
（2）實(shí)現(xiàn)從B→C的移動(dòng)，只能通過(guò)降溫使2NO₂?N₂O₄的平衡向右移動(dòng)（此反應(yīng)為放熱反應(yīng)）．
即降溫時(shí) 2NO₂?N₂O₄ △n
          2    1       1
      0.02 mol      0.1 mol×（1-

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）
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=1.56g．
故答案為：1.56．

點(diǎn)評(píng)：本題是高考中的常見(jiàn)考點(diǎn)和題型，屬于中等難度試題的考查，試題綜合性強(qiáng)，側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導(dǎo)與訓(xùn)練，旨在考查學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和發(fā)散思維能力，提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)．