题目内容

【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,干燥管中物质的质量增加2.24g随着CO2的继续通入,活塞又逐渐向右移动.已知:2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2 2NO+O2═2NO2 2NO2N2O4(不考虑活塞的摩擦)下列说法中正确的是(  )

A. 活塞从D处移动到C处的过程中,通入CO2体积为2.24L(标准状况)

B. NO2转化为N2O4的转换率为20%

C. 活塞移至C处后,继续通入0.01mol CO2,此时活塞恰好回到D处

D. 若改变干燥管中Na2O2的量,要通过调节甲容器的温度及通入CO2的量,使活塞发生从D到C,又从C到D的移动,则Na2O2的质量应大于1.56g

【答案】D

【解析】A. 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 △m

2×22.4L 22.4L 56g

x y 2.24g

所以56g:2.24g=2×22.4L:x,解得x=1.792L,56g:2.24g=22.4L:y,解得y=0.896L,通入标准状况下的CO2气体1.792L,故A错误;B. 由A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 0.04mol 0.08mol

0.1mol>0.08mol,所以NO过量,生成NO2的物质的量为0.08mol,

2NO2N2O4 △n

2 1

0.02mol 0.1mol×(19/10)=0.01mol,所以NO2转化为N2O4的转化率为0.02mol÷0.08mol×100%=25%,故B错误;C. 活塞移至C,体积不会再减小,则干燥管中Na2O2已完全反应,活塞由C向D移动,体积扩大,2NO2N2O4平衡向左移动,使气体物质的量增加,活塞移至D时,气体物质的量共增加0.01mol,因此所需CO2必小于0.01mol,故C错误;D. 实现从D→C的移动,只能通过降温使2NO2N2O4的平衡向右移动(此反应为放热反应),即降温时2NO2N2O4 △n

2 1

0.02mol 0.1mol×(19/10),即容器中至少应有0.02mol的NO2,根据转化关系式可知:2Na2O2→O2→2NO→2NO2,至少需要Na2O20.02mol,所以其质量最小值为0.02mol×78g/mol=1.56g,故D正确;答案选D。

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