過氧化鈉與水、二氧化碳反應(yīng)的規(guī)律剖析

1、過氧化鈉與水、二氧化碳反應(yīng)的規(guī)律剖析過氧化鈉(Na2O2)是一種淡黃色的固體，結(jié)構(gòu)中存在過氧鍵“OO”，具有強(qiáng)氧化性。Na2O2可以與H2O、CO2發(fā)生反應(yīng)，由于在反應(yīng)過程中涉及固體質(zhì)量、氣體體積的變化及產(chǎn)物的判斷問題，再加上試題考查角度靈活多變，因此也就成了學(xué)習(xí)的難點(diǎn)和考試的熱點(diǎn)。下面就Na2O2與H2O、CO2反應(yīng)的特點(diǎn)進(jìn)行剖析，以便使大家在學(xué)習(xí)中能輕松突破該知識(shí)點(diǎn)。一、組成符合(CO)n(H2)m形式的物質(zhì)與Na2O2反應(yīng)地增重問題Na2O2與H2O、CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O

2、2 在上述兩個(gè)反應(yīng)中，對(duì)于Na2O2而言，根據(jù)原子守恒，在反應(yīng)中Na2O2增加的質(zhì)量實(shí)際上是2CO2O2即2CO的質(zhì)量，根據(jù)1 mol Na2O2 1 mol CO,其結(jié)果可以看作：Na2O2+CO= Na2CO3(注意該反應(yīng)實(shí)際不發(fā)生)；同理，在反應(yīng)中Na2CO3增加的質(zhì)量實(shí)際上是H2O中H的質(zhì)量，根據(jù)2 mol Na2O2 4 mol H,其結(jié)果可以看作：Na2O2+H2= 2NaOH(注意該反應(yīng)實(shí)際不發(fā)生)。根據(jù)上述分析，可以得出結(jié)論：1.將CO或H2的燃燒產(chǎn)物CO2或H2O通過足量的Na2O2，可以看成是由CO或H2直接與Na2O2反應(yīng)，所以Na2O2固體質(zhì)量的增加值就是“參加反應(yīng)”的

3、CO或H2的質(zhì)量。2.凡是分子組成符合(CO)n(H2)m形式的一種或幾種物質(zhì)，wg該物質(zhì)在O2中完全燃燒，將其產(chǎn)物(CO2和水蒸氣)通過足量的Na2O2后，Na2O2固體增重必為wg。中學(xué)階段常見的符合這一關(guān)系的物質(zhì)有：(1)無機(jī)物：H2、CO及H2和CO的混合氣體；(2)有機(jī)物：CH3OH、HCHO、CH3COOH、HCOOCH3、CH3CH(OH)COOH(乳酸)、C6H12O6(葡萄糖)等?！纠?】取ag某物質(zhì)在氧氣中完全燃燒，將其產(chǎn)物與足量過氧化鈉固體完全反應(yīng)，測其反應(yīng)后固體質(zhì)量仍為ag，下列物質(zhì)中不能滿足上述結(jié)論的是( )A. H2 B. CO C. C6H12O6 D. C12H

4、22O11二、Na2O2與H2O(g)、CO2反應(yīng)的差量問題1.CO2、H2O(g)與過量的Na2O2反應(yīng)，所得O2的體積為相同狀況下CO2、H2O(g)體積的一半。2.將Na2O2粉末加入H2O(l)中，根據(jù)反應(yīng)Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 ，可知2 mol Na2O2生成1 mol O2，相當(dāng)于直接加入2 mol Na2O，即液體增加的質(zhì)量等于同“物質(zhì)的量”的Na2O的質(zhì)量。根據(jù)CO2或H2O與Na2O2反應(yīng)的化學(xué)方程式，利用體積差量或質(zhì)量差量進(jìn)行計(jì)算，可以簡化運(yùn)算過程，減少出錯(cuò)幾率，提高解題速度?！纠?】(2011·上海卷)過氧化鈉可作為氧氣的來源。常溫常

5、壓下二氧化碳和過氧化鈉反應(yīng)后，若固體質(zhì)量增加了28g，反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)的量正確的是(NA表示阿伏加德羅常數(shù)) ( ) 二氧化碳碳酸鈉轉(zhuǎn)移電子數(shù)A1 molNAB22.4 L1 molC106 g1 molD106 g2NA三、Na2O2與H2O(g)、CO2反應(yīng)的先后問題Na2O2與H2O(g)、CO2的混合物反應(yīng)，應(yīng)看成Na2O2先吸收CO2生成Na2CO3，然后再吸收H2O(g)生成NaOH?！纠?】將mmol NaHCO3和nmol Na2O2固體混合物置于密閉容器中加熱到250，使其充分反應(yīng)，最終生成的氣體和剩余固體混合物均由兩種物質(zhì)組成，試完成下列問題：(1)最終生成的氣體由什么組成？

6、(2)分析m/n的數(shù)值范圍及固體成分四、Na2O2與H2O(g)、CO2混合物反應(yīng)的產(chǎn)物判斷根據(jù)反應(yīng)方程式2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2、 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 ，結(jié)合反應(yīng)的先后順序：CO2先反應(yīng)，H2O后反應(yīng)，可以推知反應(yīng)后，固體產(chǎn)物的成分為： 當(dāng)n(CO2) n(Na2O2)時(shí)，固體產(chǎn)物為Na2CO3； 當(dāng)n(CO2) n(Na2O2)時(shí)，固體產(chǎn)物為Na2CO3和NaOH。我們?cè)趯W(xué)習(xí)中一定要深入思考，總結(jié)規(guī)律，靈活掌握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，把握反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，巧妙運(yùn)用反應(yīng)的關(guān)系，才能優(yōu)化解題過程，減少中間步驟，降低出錯(cuò)幾率?！纠?】將O2、

7、CH4、Na2O2放入密閉容器中，在150條件下用電火花引燃反應(yīng)，恰好完全反應(yīng)后，容器中的壓強(qiáng)為零，由此得出原混合物中O2、CH4、Na2O2的物質(zhì)的量之比為( )A. 111 B. 226 C. 126 D. 無法確定【練習(xí)】1.一定溫度下，w1g下列物質(zhì)在足量的氧氣中充分燃燒后，產(chǎn)物與足量的過氧化鈉充分反應(yīng)，過氧化鈉增重w2g，且w1= w2，則符合此條件的物質(zhì)是( )H2 CO H2和CO的混合氣體 HCOOCH3 CH3CHO C6H12O6A. B. C.D.2.將1 mol Na2O2與2 mol NaHCO3固體混合后，在密閉容器中加熱充分反應(yīng)，排出氣體物質(zhì)后冷卻，殘留的固體物質(zhì)

8、是( )A. Na2CO3 B. Na2O2、Na2CO3 C. NaOH、Na2CO3 D. Na2O2、NaOH、Na2CO3【例1】【答案】D【解析】A項(xiàng)和B項(xiàng)中的H2、CO可以看作直接與Na2O2反應(yīng)，增加的質(zhì)量等于氣體的質(zhì)量，符合題意；C項(xiàng)中葡萄糖的分子式可改寫成(CO)6(H2)6，則將a g葡萄糖完全燃燒后的產(chǎn)物與足量過氧化鈉反應(yīng)，反應(yīng)后過氧化鈉固體增加的質(zhì)量也等于葡萄糖的質(zhì)量 ag，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)中物質(zhì)C12H22O11只能改寫成(CO)11C(H2)11，分子組成不符合(CO)n(H2)m，故不滿足增加a g的結(jié)果，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！纠?】【答案】AC【解析】根據(jù)反應(yīng)2Na2O2

9、+ 2CO2 = 2Na2CO3 + O2，設(shè)有xg過氧化鈉參加反應(yīng)，則：2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 m156 88 212 32 212-156=56x g 28g所以有，156/56=x/28，解得：x=78，即有1 mol CO2參加反應(yīng)，生成1 mol Na2CO3。根據(jù)反應(yīng)可知轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA，故A、C兩項(xiàng)正確；常溫常壓下，1 mol CO2的體積不是22.4L，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；在反應(yīng)中有106 g Na2CO3參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！纠?】【答案】(1) H2O(g)、O2 (2) 1m/n2 Na2CO3、NaOH 【解析】首先發(fā)生反

10、應(yīng)2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O,生成的CO2和H2O的物質(zhì)的量n(CO2)=n(H2O)=m/2 mol，產(chǎn)生的CO2和水蒸氣再與過氧化鈉反應(yīng)；當(dāng)Na2O2與H2O(g)、CO2的混合物反應(yīng)時(shí)，先與CO2反應(yīng)，再與H2O(g)反應(yīng)，即：2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 當(dāng)m/n2時(shí)，只發(fā)生反應(yīng)，生成的固體為Na2CO3，生成的氣體為O2和H2O(g)；當(dāng)1m/n2時(shí)，發(fā)生反應(yīng)和，但H2O(g)只消耗一部分，最后剩余固體為Na2CO3和NaOH，氣體為O2和H2O(g)；當(dāng)m/n=1時(shí)，反應(yīng)和恰好完全進(jìn)行

11、，剩余固體為Na2CO3和NaOH，氣體為O2；當(dāng)m/n1時(shí)，發(fā)生反應(yīng)和后，剩余Na2O2，最后剩余固體為Na2O2、Na2CO3和NaOH，氣體為O2；題目要求最終生成的氣體和剩余固體混合物均由兩種物質(zhì)組成，即1m/n2，NaHCO3分解生成的CO2已全部與Na2O2反應(yīng)消耗盡，H2O(g)部分消耗，故最終生成的氣體為H2O(g)和O2。【例4】【答案】C【解析】由題意可知，三種物質(zhì)完全反應(yīng)后壓強(qiáng)為零，說明最終生成Na2CO3和NaOH。根據(jù)凡是分子組成符合(CO)n(H2)m形式的一種或幾種物質(zhì)的混合物與足量過氧化鈉反應(yīng)，固體Na2O2增加的質(zhì)量等于該混合物的質(zhì)量的規(guī)律，要使O2和CH4的組成符合(CO)n(H2)m的形式，則必有n(O2)n(CH4)=12。假設(shè)有1 mol O2、2