Question

如圖裝置中，容器甲內充入0.1 mol NO氣體，干燥管內裝有一定量Na₂O₂，從A處緩緩通入CO₂氣體。恒溫下，容器甲中活塞緩慢由B向左移動，當移至C處時，容器體積縮小至最小，為原體積的。隨著CO₂的繼續(xù)通入，活塞又逐漸向右移動。

（1）①已知當活塞移至C處時，干燥管中物質的質量增加了2.24 g。此時，通入標準狀況下的CO₂氣體多少升？容器甲中NO₂轉化為N₂O₄的轉化率是多少？
②活塞移至C處后，繼續(xù)通入a mol CO₂，此時活塞恰好回至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，可通過調節(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。則Na₂O₂的質量最小值應大于______________g。

Answer 1

（1）①1.792 L,25%
②活塞移至C，體積不會再減少，則干燥管中Na₂O₂已反應完，活塞由C向B移動，體積擴大，2NO₂N₂O₄平衡左移，使二者物質的量增多，活塞移至B時，氣體物質的量共增加0.01 mol，因此所需CO₂必小于0.01 mol
（2）1.56

①設通入標準狀況下CO₂氣體的體積為x，產(chǎn)生氧氣的體積為y。
2Na₂O₂+2CO₂====2Na₂CO₃+O₂     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過量，生成NO₂的物質的量為0.08 mol。
所以2NO₂N₂O₄   Δn
2                1
0.02 mol           0.1 mol×(1-)
所以NO₂轉化為N₂O₄的轉化率為×100%=25%
(2)解：實現(xiàn)從B→C的移動，只能通過降溫使2NO₂N₂O₄的平衡向右移動（此反應為放熱反應）。
即降溫時  2NO₂N₂O₄   Δn
2        1       1
0.02 mol   0.1 mol×(1-)
即容器中至少應有0.02 mol的NO₂，根據(jù)轉化關系式可知：
2Na₂O₂—O₂—2NO—2NO₂
至少需要Na₂O₂  0.02 mol
所以其質量最小值為0.02 mol×78 g·mol^-1="1.56" g。
同步測控