Question

300℃时，将100 mL由H₂O、CO₂和N₂组成的混合气体，通入到盛有足量Na₂O₂的密闭容器中（容器体积保持不变），充分反应后恢复到原温度时，容器内的压强变为原来的四分之三。则原混合气体中N₂的体积分数为（   ）

A．33.3%                 B．25%            C．50%          D．75%

Answer

C

【解析】

试题分析：容器内的压强变为原来的四分之三，则总体积减小原来的四分之一，故反应后总体积减少为100mL×1/4=25mL。Na2O2与CO2发生反应：2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2，水蒸气与过氧化钠发生反应：2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2，减少的体积为生成氧气的体积，由方程式可知生成氧气体积为H2O、CO2总体积的一半，则H2O、CO2总体积为25mL×2=50mL，故原混合气体中氮气为100mL-50mL=50mL，则氮气体积分数为×100%=50%，答案选C。

【考点定位】本题主要是考查混合物计算

【名师点晴】Na2O2与CO2、H2O的反应：2CO2＋2Na2O2＝2Na2CO3＋O2、2H2O＋2Na2O2＝4NaOH＋O2↑。

①物质的量的关系：无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。

②气体体积关系：若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2，气体体积的减少量或原混合气体体积的即为生成氧气的量。

③固体质量关系：相当于固体Na2O2只吸收了CO2中的“CO”，H2O中的“H2”；可以看做发生相应的反应：Na2O2＋CO===Na2CO3，Na2O2＋H2===2NaOH(实际上两反应都不能发生)。

④电子转移关系：当Na2O2与CO2、H2O反应时，每产生1 mol O2转移2 mol e－，即

。

⑤先后顺序关系：一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反应，可看做Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后，Na2O2再与H2O(g)发生反应。