题目

如图装置中，容器甲内充入0.1mol 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

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提问时间：2021-02-27

答案

（1）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，则：
2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂      质量装置△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：通入标准状况下的CO₂气体1.792L．
②由①计算可知，生成氧气的物质的量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过量，生成NO₂的物质的量为0.08 mol．
所以2NO₂⇌N₂O₄  物质的量减少△n
   2      1            1
0.02 mol       0.1 mol×（1-

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）=0.01mol
所以NO₂转化为N₂O₄的转化率为

0.02mol

0.08mol

×100%=25%，
答：NO₂转化为N₂O₄的转化率为25%．
③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，2NO₂⇌N₂O₄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，
故答案为：小于；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，2NO₂⇌N₂O₄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；
（2）实现从D→C的移动，只能通过降温使2NO₂⇌N₂O₄的平衡向右移动（此反应为放热反应）．
即降温时 2NO₂⇌N₂O₄     物质的量减少△n
        2       1            1
    0.02 mol          0.1 mol×（1-

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）
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Na₂O₂0.02 mol，所以其质量最小值为0.02 mol×78 g/mol=1.56 g．
故答案为：1.56g．