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  • 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D向左移動,當(dāng)移至C處時容器體積縮小至最小,為原體積的9/10,隨著C

    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D向左移動,當(dāng)移至C處時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.(不考慮活塞的摩擦)
    已知:2Na2O2+2CO2→2Na2CO3+O2

    (1)已知當(dāng)活塞移至C處時,干燥管中物質(zhì)的質(zhì)量增加了2.24g.
    ①此時,通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的CO2氣體多少L?
    ②容器甲中NO2轉(zhuǎn)化為N2O4的轉(zhuǎn)化率是多少?
    ③活塞移至C處后,繼續(xù)通入a mol CO2,此時活塞恰好回至D處.則a值必______0.01(填大于、小于、等于),其理由是______.
    (2)若改變干燥管中Na2O2的量,要通過調(diào)節(jié)甲容器的溫度及通入的量CO2,使活塞發(fā)生從D到C,又從C到D的移動,則Na2O2的質(zhì)量最小值應(yīng)大于______g.
    化學(xué)人氣:832 ℃時間:2020-04-28 22:05:38
    優(yōu)質(zhì)解答
    (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,則:
    2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2      質(zhì)量裝置△m 
         2×22.4 L   22.4 L         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,
    答:通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的CO2氣體1.792L.
    ②由①計算可知,生成氧氣的物質(zhì)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過量,生成NO2的物質(zhì)的量為0.08 mol.
    所以2NO2?N2O4  物質(zhì)的量減少△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
    0.02mol
    0.08mol
    ×100%=25%,
    答:NO2轉(zhuǎn)化為N2O4的轉(zhuǎn)化率為25%.
    ③活塞移至C,體積不會再減少,則干燥管中Na2O2已反應(yīng)完,活塞由C向D移動,體積擴大,2NO2?N2O4平衡左移,使二者物質(zhì)的量增多,活塞移至D時,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:小于;活塞移至C,體積不會再減少,則干燥管中Na2O2已反應(yīng)完,活塞由C向D移動,體積擴大,2NO2?N2O4平衡左移,使二者物質(zhì)的量增多,活塞移至D時,氣體物質(zhì)的量共增加0.01 mol,因此所需CO2必小于0.01 mol;
    (2)實現(xiàn)從D→C的移動,只能通過降溫使2NO2?N2O4的平衡向右移動(此反應(yīng)為放熱反應(yīng)).
    即降溫時 2NO2?N2O4     物質(zhì)的量減少△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Na2O20.02 mol,所以其質(zhì)量最小值為0.02 mol×78 g/mol=1.56 g.
    故答案為:1.56g.
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