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过氧化钠与水、二氧化碳反应的推论及应用

关键词： 过氧化钠　化学家园                                          

过氧化钠与水、二氧化碳的反应是碱金属一章的重要知识点，也是元素化合物常考知识点，考查角度灵活多变，题型多样，如在解题中不注意巧思，往往会走弯路，但只要在学习中深入思考，灵活掌握知识间的内在联系把握反应的实质，巧妙运用反应的关系，就能优化解题过程，减少中间步骤。. 过氧化钠与水、二氧化碳的反应特点：

反应：

（1）固体质量变化特点：

反应前固体（）为1mol时，充分反应后，生成固体（）为1mol，质量增加为，恰为参加反应的1mol质量减去放出的质量，即数值上等于1molCO的质量。

推论1. 1molNa₂O₂与CO₂充分反应时，固体质量净增加为1molCO的质量，减少气体的质量为1mol氧元素的质量。

（2）气体体积变化特点：1molCO₂完全反应，生成，反应后减少为该减少的量恰好等于反应中生成O₂的量，等于参加反应的CO₂的量一半。

推论2. 反应时减少的体积等于生成O₂的体积，等于参加反应气体体积的一半。反应：

（1）固体质量变化特点：当1molNa₂O₂与水蒸气完全反应时生成2molNaOH，固体质量增加，恰好等于参加反应的水蒸气中氢的质量，即相当于1molH₂O的质量减去1mol氧元素的质量。

推论3. 1molNa₂O₂恰好与1molH₂O（g）反应，固体质量净增加1molH₂的质量，气体质量净减少为1mol氧元素的质量。

（2）气体体积特点：当1molH₂O（g）完全反应时，产生，气体减少恰好等于反应中生成O₂的物质的量，是参加反应的H₂O（g）的一半。

推论4. Na₂O₂与H₂O（g）完全反应时，气体减少的体积等于生成O₂的体积，等于参加反应的H₂O（g）的一半。

反应：

特点：（1）两个反应先（1）后（2）。如果先发生（2）则混气中CO₂就与产生的NaOH反应生成Na₂CO₃和H₂O，则相当于H₂O没有参加反应，故两种气体混合通入固体先发生（1）后发生（2）。

（2）气体体积关系：反应（1）符合推论2，反应（2）符合推论4。

推论5. CO₂、H₂O（g）与足量Na₂O₂反应，混合气体减少的体积恰好为混合气体体积的一半，与混合气中气体的物质的量的比无关。

（3）固体质量：符合只有二氧化碳、水蒸气通入Na₂O₂的反应特点，可根据推论1、3灵活计算，即可求增加固体的质量。

在进行计算和判断时，抓住以上反应的特点，巧妙运用反应关系，就能使解题思路得到优化，减少不必要的解题步骤。. 应用举隅

例1. 200℃时，11.6gCO₂和水蒸气的混合气体与足量的Na₂O₂充分反应后，固体质量增加了3.6g，则原混合气体的平均相对分子质量为（ ）。

A. 5.8 B. 11.6

C. 18.8 D. 23.2

解析：常规解法：设出混合气体中CO₂、H₂O（g）的物质的量根据化学方程式和固体增加质量3.6g、混合气体11.6g求出CO₂、H₂O（g）的物质的量再求混合气体的平均摩尔质量，得原混合气体的平均相对分子质量。

巧解：根据推论1、3知：减少氧元素的物质的量为：，则CO₂、H₂O（g）的物质的量之和为0.5mol，混合气体的平均摩尔质量是，即可得答案（D）。

例2. 某容器中通入VLCO₂，再加入少量Na₂O₂后，气体缩小到WL，则被吸收的CO₂的体积（气体体积均为相同条件下测定）是（ ）

A. B.

C. D.

解析：根据推论2知：参加反应的CO₂体积应为减少体积的2倍，即，故选（B）。

例3. 2.1g平均式量为7.2的CO和H₂组成的混合气体与足量的O₂充分燃烧后，立即通入足量的Na₂O₂固体中，固体质量增加（ ）。

A. 2.1g B. 3.6g

C. 7.2g D. 不可求

解析：常规的解题思路是：设出CO、H₂的物质的量根据混合物的质量是2.1g，平均式量为7.2，建立二元一次方程组求得的物质的量根据转换成的物质的量根据分别与反应的方程式算出增加的质量。

巧解：根据原子守恒有净增加质量为CO的式量，净增质量为H₂的式量，即固体增加的质量就是混和气体的质量2.1g。

推论6. 当或它们的混合物与O₂充分燃烧后通过足量固体时，固体质量净增加为或它们混合物的质量。

例4. 将Wg某气体与一定量的混合后通入装有足量固体的密闭容器中，用间断电火花不断地引燃气体，经过足够长的时间后，发现固体质量增加Wg，则气体可能是（1）混合气体、（4）甲醛、（5）乙二醇蒸气（ ）。

A. 只有（1）

B. 只有（1）（2）

C. 只有（1）（2）（3）

D. （1）（2）（3）（4）（5）

解析：根据推论6可判断符合题意的有（1）（2）（3），（4）燃烧的方程式是：

，根据推论1、3知Wg甲醛能被完全吸收。（5）乙二醇蒸汽燃烧的方程式是：根据推论1、3知，固体增加质量为2CO和的质量，即的质量，而这恰好是乙二醇分子中含有的原子质量，故本题答案选（D）。

通过（4）（5）的分析发现，甲醛、乙二醇结构中C、O原子个数比恰好符合CO的结构特点，通过对其它有类似结构的有机化合物反应验证，皆符合本特点。由此得出：

推论7. 凡符合结构的有机化合物，在O₂中充分燃烧后，再通入固体中，固体增加质量恰好等于有机化合物的质量。

例5. 将放入密闭容器中，在150℃条件下用电火花引发反应后，容器中的压强为0，其残余固体溶于水无气体放出，则原的物质的量之比为（ ）。

A. 1：2：6

B. 2：1：4

C. 1：1：1

D. 1：1：2

解析：反应后容器中的压强为0，其残余固体溶于水无气体放出说明三者恰好反应，完全被固体吸收，把推论7灵活变通一下，使混合气体中C、O原子个数比为1：1，即的物质的量之比为1：2，所需的物质的量为6，所以迅速得答案（A）。

在解反应的题目时，即要注意关系特点的运用，又要灵活分析题目的特点，灵活采用解题方法，不能抱着已有的推论，去套用任何一个题目，形成思维定势，如例1条件变动一下，再用原方法解则无法得到答案。

例6. 200℃时，当一定量的和水蒸气的混合气体与一定量的充分反应后，固体质量增加了5.4g，则原混合气体的平均相对分子质量为（ ）

A. 10.8 B. 24.2

C. 48.4 D. 16.2

巧解：混合气体的平均相对分子质量必介于之间，即数值在18~44范围内，故符合题意的为（B）。

关于推论4、5在解题中的巧用，限于篇幅本文不再赘述，请读者自证。

二

（三）二氧化碳、水蒸气混合气体通入过氧化钠：

（二）只有水蒸气通入固体时：

一

（一）只有固体时：

【作者: 长空星雨】【访问统计:】【2005年10月28日 星期五 16:17】【 加入博采】【打印】