Question

在一體積可變的密閉容器中，充入0.1molNO氣體，活塞處于B處，當(dāng)A處緩緩?fù)ㄈ隒O₂氣體使其與乙處物質(zhì)D發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氣體進(jìn)入甲中，活塞從B處逐漸移到C處，體積達(dá)到最小值，此時甲處氣體體積為原來的

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．據(jù)此回答下列問題：

（1）寫出甲處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

；
（2）試解釋活塞從B處移到C處達(dá)到最小值的理由：上

 

；
（3）到達(dá)C處后，若繼續(xù)通CO₂，出現(xiàn)的現(xiàn)象是

 

，若要甲中氣體體積不變，則乙處物質(zhì)D的質(zhì)量最少應(yīng)為

 

．

Answer 1

分析：在一體積可變的密閉容器中，充入0.1molNO氣體，活塞處于B處，當(dāng)A處緩緩?fù)ㄈ隒O₂氣體使其與乙處物質(zhì)D發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氣體進(jìn)入甲中，活塞從B處逐漸移到C處，體積達(dá)到最小值，此時甲處氣體體積為原來的

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，方向過程可知D為過氧化鈉和通入的二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)生成氧氣，氧氣進(jìn)入甲和一氧化氮反應(yīng)生成二氧化氮，二氧化氮聚合為四氧化二氮；
（1）甲處發(fā)生的反應(yīng)是一氧化氮被氧氣氧化為二氧化氮，二氧化氮聚合為四氧化二氮；
（2）實(shí)現(xiàn)從B→C的移動，只能通過降溫使2NO₂?N₂O₄的平衡向右移動，根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系式2Na₂O₂→O₂→2NO→2NO₂計(jì)算；
（3）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；

解答：解：（1）在一體積可變的密閉容器中，充入0.1molNO氣體，活塞處于B處，當(dāng)A處緩緩?fù)ㄈ隒O₂氣體使其與乙處物質(zhì)D發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氣體進(jìn)入甲中，活塞從B處逐漸移到C處，體積達(dá)到最小值，此時甲處氣體體積為原來的

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，方向過程可知D為過氧化鈉和通入的二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)生成氧氣，氧氣進(jìn)入甲和一氧化氮反應(yīng)生成二氧化氮，二氧化氮聚合為四氧化二氮，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NO+O₂=2NO₂，2NO₂?N₂O₄；
故答案為：2NO+O₂=2NO₂，2NO₂?N₂O₄；
（2）活塞從B處移到C處達(dá)到最小值，是因?yàn)?.1mol一氧化氮?dú)怏w和氧氣反應(yīng)生成二氧化氮的反應(yīng)過程中氣體體積是不變的，體積的改變是因?yàn)?NO₂?N₂O₄，反應(yīng)后氣體體積減小，最后達(dá)到平衡；
故答案為：2NO₂?N₂O₄ ，達(dá)到平衡狀態(tài)；
（3）到達(dá)C處后，若繼續(xù)通CO₂，出現(xiàn)的現(xiàn)象是，活塞從C處移向B處；
實(shí)現(xiàn)從B→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 △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
氣體體積減小可以利用通入氧氣0.01mol達(dá)到原來體積保持不變，至少需要Na₂O₂ 0.02 mol，
0.1mol一氧化氮反應(yīng)生成二氧化氮，需要氧氣0.05mol，需要過氧化鈉質(zhì)量=0.1mol×78g/mol=7.8g
所以其質(zhì)量最少為0.02 mol×78 g/mol+7.8g=9.36g．
故答案為：活塞從C處移向B處，9.36g；

點(diǎn)評：本題是高考中的常見考點(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)知識解決實(shí)際問題的能力，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)．