Question

20．300℃时，将100mL由H₂O、CO₂和N₂组成的混合气体通入盛有足量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$\frac{4}{5}$．则原混合气体中N₂的体积分数为（　　）

• A． 33.3%
• B． 40%
• C． 60%
• D． 75%

Answer 1

分析 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，减少体积为生成氧气体积，由方程式可知生成氧气体积为H₂O、CO₂总体积的一半，容器内的压强变为原来的$\frac{4}{5}$，则总体积减小原来的$\frac{1}{5}$，计算生成氧气的体积，进而计算H₂O、CO₂总体积，再计算氮气体积分数．

解答 解：容器内的压强变为原来的$\frac{4}{5}$，则总体积减小原来的$\frac{1}{5}$，故反应后总体积减少为100mL×$\frac{1}{5}$=20mL，
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=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：20mL×2=40mL，
故原混合气体中氮气为：100mL-40mL=60mL，
则氮气体积分数为：$\frac{60mL}{100mL}$×100%=60%，
故选C．

点评 本题考查混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，明确差量法在化学计算中的应用方法，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．