備戰(zhàn)2024年高考化學(xué)考點(diǎn)微專題11“四角度”認(rèn)識(shí)過氧化鈉與水、二氧化碳的反應(yīng)

微專題11微專題11“四角度”認(rèn)識(shí)過氧化鈉與水、二氧化碳的反應(yīng)1．與的混合氣體5g，在時(shí)和足量的氧氣混合，用電火花充分引燃，在相同狀況下再將反應(yīng)后所得混合氣體通入到足量的中，測(cè)得固體增重的質(zhì)量為，則原混合氣體中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為A．25% B．75% C．88% D．32%【答案】C【解析】設(shè)混合氣中和的物質(zhì)的量分別是x和y，則。氫氣燃燒生成水，水再被過氧化鈉吸收，又生成氧氣，所以過氧化鈉增加的質(zhì)量就是氫氣的質(zhì)量；二氧化碳被過氧化鈉吸收，也生成氧氣，所以過氧化鈉增加的質(zhì)量就是一氧化碳的質(zhì)量，所以，聯(lián)立解得，，所以原混合氣體中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為，故C正確；故選C。2．5gCO和的混合氣體與足量的氧氣充分反應(yīng)后，在150℃時(shí)將混合氣體通過足量的固體，則固體增加的質(zhì)量為A．5g B．3g C．1.5g D．無法確定【答案】A【解析】CO與H2在氧氣中完全燃燒，生成CO2和H2O，生成的CO2和H2O再與Na2O2反應(yīng)：，一氧化碳與二氧化碳物質(zhì)的量相等，Na2O2與CO2反應(yīng)：2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2，總方程式為：2CO+2Na2O2=2Na2CO3，質(zhì)量增重△m=2Na2CO3-2Na2O2=2CO，可知反應(yīng)后固體質(zhì)量增加量為CO的質(zhì)量；，生成的水與氫氣物質(zhì)的量相等，Na2O2與H2O反應(yīng)：2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2，總方程式為：2H2+2Na2O2=4NaOH，質(zhì)量增重?m=4NaOH-2Na2O2=2H2，可知反應(yīng)后固體增加的質(zhì)量為氫氣質(zhì)量；所以Na2O2增重的質(zhì)量為CO與H2混合氣體的質(zhì)量，共5g。故選A反應(yīng)原理應(yīng)用1應(yīng)用2Na2O?與H2O、CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2①2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑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)①中Na2O2增加的質(zhì)量實(shí)際上是2CO2-O2即2CO的質(zhì)量，根據(jù)1molNa2O2～1molCO,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)②中Na2CO3增加的質(zhì)量實(shí)下上是H2O中H的質(zhì)量，根據(jù)2molNa2O2～4molH,其結(jié)果可以看作：Na2O2+H2=2NaOH（注意該反應(yīng)實(shí)際不發(fā)生）。CO或H2的燃燒產(chǎn)物CO2或H2O（g）通過Na2O2，可以看成CO或H2直接與Na2O2反應(yīng)，所以固體質(zhì)量的增加值就是參加反應(yīng)的CO或H2的質(zhì)量。凡是分子組成符合(CO)n·(H2)m形式的一種或幾種物質(zhì)，w

g該物質(zhì)在O2中完全燃燒，將其產(chǎn)物(CO2和H2O（g）)通過足量的Na2O2后，Na2O2固體增加的質(zhì)量必為w

g?；蛘呤怯蒀、H、O三種元素組成的物質(zhì)，只要C、O個(gè)數(shù)比為1：1，即可滿足上述條件。中學(xué)階段符合這一關(guān)系的常見的物質(zhì)有：①無機(jī)化合物：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。類型內(nèi)容角度一：物質(zhì)的量的關(guān)系過氧化鈉在一定條件下可以與二氧化碳、水發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)的方程式分別為：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

①

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑

②在上述兩個(gè)反應(yīng)中，無論是CO2或H2O(g)的單一物質(zhì)還是二者的混合物，通過足量的Na2O2時(shí)，CO2或H2O(g)與放出O2的物質(zhì)的量之比均為2：1，即氣體減小的體積等于相同狀況下生成的O2的體積。角度二：先后順序關(guān)系由于CO2能夠與NaOH反應(yīng)，所以一定量的Na2O2與H2O（g）、CO2的混合物反應(yīng)時(shí)可視為Na2O2先與CO2生成Na2CO3，剩余的Na2O2再與H2O（g）生成NaOH。角度三：轉(zhuǎn)移電子關(guān)系當(dāng)Na2O2與H2O（g）、CO2反應(yīng)時(shí)，每產(chǎn)生1molO2，轉(zhuǎn)移2mol電子。即1molNa2O2與H2O（g）、CO2充分反應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)移1mole-。角度四：固體質(zhì)量關(guān)系過氧化鈉在一定條件下可以與二氧化碳、水發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)的方程式分別為：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

①

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑

②在上述兩個(gè)反應(yīng)中，對(duì)Na2O2而言，根據(jù)原子守恒：在反應(yīng)①中Na2O2增加的質(zhì)量實(shí)際上是1molNa2O2→1molNa2CO3，即1molCO的質(zhì)量，根據(jù)1molNa2O2→1molCO，固體質(zhì)量增加28g，其結(jié)果可看作：Na2O2+CO=Na2CO3。在反應(yīng)②中Na2O2增加的質(zhì)量實(shí)際上是1molNa2O2→2molNaOH，即2molH的質(zhì)量，根據(jù)1molNa2O2→2molH，固體質(zhì)量增加2g，其結(jié)果可看作：Na2O2+H2=2NaOH。1．（2023·全國·高一專題練習(xí)）現(xiàn)有和的混合氣體，常溫下將其緩緩地通過足量的過氧化鈉固體，體積減小了五分之一，則混合氣體中與的體積之比是A．1：4 B．1：2 C．2：3 D．3：2【答案】C【解析】設(shè)和的物質(zhì)的量分別為xmol和ymol，與Na2O2反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，過氧化鈉過量，故二氧化碳完全反應(yīng)，生成氧氣的物質(zhì)的量為0.5x，氣體體積減少的物質(zhì)的物質(zhì)的量為0.5x，故，故，選C。2．（2022秋·河南鄭州·高一校聯(lián)考階段練習(xí)）某溫度下，mg某物質(zhì)在足量氧氣中充分燃燒，其燃燒產(chǎn)物立即與過量的Na2O2反應(yīng)，固體質(zhì)量增加mg。下列物質(zhì)中，符合題意的有①H2

②CO

③CH4

④乙醇(C2H6O)

⑤CO和H2的混合物A．①②③ B．①②⑤ C．②③④ D．③④⑤【答案】B【解析】H2、CO在該體系中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為，；，，由方程式可知，固體增加的質(zhì)量即為H2、CO的質(zhì)量。由分析可知，mg分子組成符合(CO)m(H3)n的物質(zhì)在O2中完全燃燒，將其產(chǎn)物(CO2和水蒸氣)通過足量Na2O2后，固體增重必為mg，①②⑤符合題意，故選B。角度一：物質(zhì)的量的關(guān)系1．（2017·全國·高三學(xué)業(yè)考試）等物質(zhì)的量的N2、O2、CO2混合氣體通過一定量Na2O2后，體積變?yōu)樵w積的8/9(同溫同壓)，這時(shí)混合氣體中N2、O2、CO2物質(zhì)的量之比為A．6：7：3 B．3：3：2C．3：4：1 D．6：9：0【答案】C【解析】氧氣和氮?dú)舛疾缓瓦^氧化鈉反應(yīng)，二氧化碳和過氧化鈉反應(yīng)生成氧氣，根據(jù)阿伏加德羅定律，同溫同壓下氣體的體積之比等于物質(zhì)的量之比，由反應(yīng)前后體積的變化判斷出二氧化碳有剩余，再根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式。設(shè)三者的物質(zhì)的量分別為3mol，發(fā)生的反應(yīng)為：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，現(xiàn)氣體體積變?yōu)樵瓉淼模词Ｓ鄽怏w的物質(zhì)的量為8mol。若二氧化碳完全與過氧化鈉反應(yīng)，則氣體的物質(zhì)的量減少數(shù)1.5mol，即剩余氣體為7.5mol，說明二氧化碳有剩余；設(shè)有xmol二氧化碳參加反應(yīng)，2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

2

1

xmol

0.5xmol則反應(yīng)后，氣體的物質(zhì)的量為3+3+0.5x+（3-x）=8，解得x=2，所以反應(yīng)后N2的物質(zhì)的量為3mol，O2的物質(zhì)的量為3+0.5x=4mol，CO2的物質(zhì)的量為1mol，混合氣體中N2、O2、CO2的物質(zhì)的量之比為3：4：1，故C正確。故選C。2．（2017·全國·高三學(xué)業(yè)考試）amolNa2O2和bmolNaHCO3固體混合后，在密閉容器中加熱到250℃，使其充分反應(yīng)，當(dāng)排出O2和H2O(g)的物質(zhì)的量之比為1∶1時(shí)，a∶b為A．1∶1 B．1∶2 C．2∶3 D．2∶1【答案】C【解析】混合物在密閉容器中加熱到250℃時(shí)，可能發(fā)生如下反應(yīng)：①2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑②2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2③2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2④2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O由上述反應(yīng)，可得總的反應(yīng)方程式為：Ⅰ、Na2O2+2NaHCO32Na2CO3+1/2O2↑+H2O↑Ⅱ、2Na2O2+2NaHCO32Na2CO3+O2↑+2NaOH當(dāng)排出O2和H2O的物質(zhì)的量為1：1時(shí)，只能發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ，Ⅰ×2+Ⅱ可得：4Na2O2+6NaHCO36Na2CO3+2O2↑+2NaOH+2H2O↑故n（Na2O2）：n（NaHCO3）=4：6=2：3，答案選C。角度二：先后順序關(guān)系3．（2022秋·山東棗莊·高一棗莊八中?？计谀┟荛]容器中裝1mol和0.8mol加熱充分反應(yīng)后，容器內(nèi)殘留的固體是A．0.8mol和1molNaOH B．1mol和0.6molNaOHC．1.3mol D．0.5mol和1.6molNaOH【答案】B【解析】NaHCO3加熱分解：2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O可知：1molNaHCO3分解生成0.5mol的二氧化碳、0.5mol的水和0.5molNa2CO3，生成的CO2和H2O分別與Na2O2反應(yīng)：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，二氧化碳首先與過氧化鈉反應(yīng)，消耗過氧化鈉0.5mol，生成碳酸鈉0.5mol，還有0.3mol的過氧化鈉與水反應(yīng)，生成0.6molNaOH，所以容器內(nèi)殘留的固體是1molNa2CO3和0.6molNaOH，故選B。4．（2022春·河南商丘·高一商丘市第一高級(jí)中學(xué)?？奸_學(xué)考試）將一定量Na2O2和NaHCO3混合后，在密閉容器中加熱充分反應(yīng)，排除氣體，冷卻后有固體物質(zhì)剩余，下列選項(xiàng)不正確的是（）Na2O2(mol)NaHCO3(mol)固體成分A12Na2CO3B1.52Na2CO3、NaOH、Na2O2C11Na2CO3、NaOHD21Na2CO3、NaOH、Na2O2A．A B．B C．C D．D【答案】B【解析】混合物在密閉容器中加熱，可能發(fā)生如下反應(yīng)：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；根據(jù)反應(yīng)，可得總反應(yīng)方程式為：①Na2O2+2NaHCO32Na2CO3+O2↑+H2O；②2Na2O2+2NaHCO32Na2CO3+O2↑+2NaOH；B．當(dāng)Na2O2為1mol，NaHCO3為2mol時(shí)，根據(jù)①式可知剩余固體成分為Na2CO3，A項(xiàng)正確；A．當(dāng)Na2O2為1.5mol，NaHCO3為2mol時(shí)，①②式同時(shí)發(fā)生，剩余固體成分為Na2CO3、NaOH；B項(xiàng)錯(cuò)誤；C.當(dāng)Na2O2為1mol，NaHCO3為1mol時(shí)，根據(jù)②式可知剩余固體成分為Na2CO3、NaOH，C項(xiàng)正確；當(dāng)Na2O2為2mol，NaHCO3為1mol時(shí)，根據(jù)②式可知，Na2O2過量，則剩余固體物質(zhì)為Na2CO3、NaOH、Na2O2，D項(xiàng)正確。答案選B。角度三：轉(zhuǎn)移電子關(guān)系5．（2023·全國·高一假期作業(yè)）飛船內(nèi)安裝盛有Na2O2的裝置，它的作用是產(chǎn)生氧氣。下列關(guān)于Na2O2的敘述正確的是A．Na2O2中陰陽離子比是1：1B．Na2O2分別與水及CO2反應(yīng)，產(chǎn)生相同量的O2時(shí)，需要水和CO2的質(zhì)量相等C．Na2O2分別與水及CO2反應(yīng)產(chǎn)生相同量的O2時(shí)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)量相等D．Na2O2和次氯酸都是優(yōu)良漂白劑，按一定比例混合后漂白效果更好【答案】C【解析】A．Na2O2含有2個(gè)鈉離子和1個(gè)過氧根離子，故陰、陽離子的個(gè)數(shù)比為1：2，故A錯(cuò)誤；B．Na2O2與水及CO2反應(yīng)，反應(yīng)的方程式分別為2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，生成相同量的O2時(shí)消耗的水和二氧化碳的物質(zhì)的量相同，但質(zhì)量不同，故B錯(cuò)誤；C．過氧化鈉與水和二氧化碳反應(yīng)，過氧化鈉都是既做氧化劑，又是還原劑，由得失電子守恒知兩者轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量相同，轉(zhuǎn)移電子數(shù)量相等，故C正確；D．Na2O2和水反應(yīng)生成NaOH，強(qiáng)堿能與次氯酸反應(yīng)，兩者混合后漂白效果變差，故D錯(cuò)誤；故選：C。角度四：固體質(zhì)量關(guān)系6．（2023·重慶·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）某物質(zhì)的分子式為，取該物質(zhì)在足量的中充分燃燒后，將產(chǎn)物全部通入過量的中，若固體的質(zhì)量增加了，且，則該物質(zhì)是A． B． C． D．【答案】A【解析】有機(jī)物在氧氣中完全燃燒的化學(xué)方程式為：，產(chǎn)物為CO2和H2O通入過量的Na2O2發(fā)生的化學(xué)方程式為：①和②，由方程式①可知增重的質(zhì)量為CO，由方程式②可知增重的質(zhì)量為H2，則增重的質(zhì)量=與CO2相同物質(zhì)量的CO的質(zhì)量+與H2O相同物質(zhì)的量的H2。據(jù)上述分析可知，當(dāng)有機(jī)物滿足時(shí)，既滿足有機(jī)物中x=z，Na2O2固體的質(zhì)量增加了，則m=n；若x＞z，則m＜n；若x＜z，則m＞n；則符合條件的為A選項(xiàng)；答案選A。1．（2023春·全國·高一期中）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將和CO的混合氣體(密度是的16倍)充滿一盛有足量的密閉容器中(容積為22.4L)，用間斷的電火花引發(fā)至充分反應(yīng)。反應(yīng)完全后容器里存在的物質(zhì)敘述正確的是A．存在0.5的CO B．存在0.125的C．存在0.25的 D．存在1.25的【答案】B【解析】本題涉及的反應(yīng)有：①2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2，②2CO+O2=2CO2，(①+②)/2得③CO+Na2O2=Na2CO3。足量Na2O2時(shí)以①③計(jì)算反應(yīng)產(chǎn)物。設(shè)混合氣體中CO2和CO的物質(zhì)的量分別是x、y，則(x+y)×22.4L/mol=22.4L，44g/mol×x+28g/mol×y=32g/mol×(x+y)，解得x=0.25mol，y=0.75mol；反應(yīng)①中，0.25molCO2反應(yīng)生成0.25molNa2CO3和0.125molO2；反應(yīng)③中，0.75molCO反應(yīng)生成0.75molNa2CO3；所以共生成1molNa2CO3和0.125molO2；故選B。2．（2022秋·湖北荊州·高一校聯(lián)考期末）標(biāo)況下將2.24L氣體先與足量氧氣充分燃燒，再將得到的氣體緩慢通過足量的固體后，固體質(zhì)量增重為A．2.8g B．3.2g C．1.6g D．3.0g【答案】B【解析】標(biāo)況下2.24LCH4，物質(zhì)的量為=0.1mol，CH4氣體先與足量氧氣充分燃燒生成0.1molCO2和0.2molH2O，再將得到的氣體緩慢通過足量的Na2O2固體，根據(jù)2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑可知，相當(dāng)于增重0.1molCO和0.2molH2，增重的質(zhì)量為0.1mol×28g/mol+0.2mol×2g/mol=3.2g，故選B。8．（2022秋·吉林長春·高一統(tǒng)考期末）將10g由CO和H2組成的混合氣體在足量的O2中充分燃燒后，將生成的所有產(chǎn)物通過足量的Na2O2固體，Na2O2固體增加的質(zhì)量為A．8g B．10g C．12g D．13.5g【答案】B【解析】CO在氧氣中完全燃燒生成CO2，生成的CO2再與Na2O2反應(yīng)，有關(guān)反應(yīng)為：2CO+O2=2CO2，2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2，總方程式為：2CO+2Na2O2=2Na2CO3，質(zhì)量增重為CO的質(zhì)量；H2在氧氣中完全燃燒H2O，H2O再與Na2O2反應(yīng)，有關(guān)反應(yīng)為：2H2+O2=2H2O，2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2，總方程式為：2H2+2Na2O2=4NaOH，質(zhì)量增重為氫氣質(zhì)量。綜上分析，最終固體增重為CO與氫氣的總質(zhì)量，故10gCO和H2的混合氣點(diǎn)燃后，再通入足量的Na2O2中，充分反應(yīng)后，固體增重質(zhì)量是10g，故選B。3．取ag某物質(zhì)在O2中完全燃燒，將生成物與足量Na2O2固體完全反應(yīng)，反應(yīng)后，固體質(zhì)量恰好也增加了ag，下列物質(zhì)不能滿足上述結(jié)果的是()A．H2 B．CO C．C6H12O6 D．C12H22O11【答案】D【解析】可燃物在足量氧氣中燃燒生成CO2和H2O，與Na2O2發(fā)生反應(yīng)的方程式為：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2固體質(zhì)量增加（2CO）

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，固體質(zhì)量增加（2H2）。結(jié)論：可燃物如果為CO，H2充分燃燒后的產(chǎn)物與足量過氧化鈉反應(yīng)，固體增重的質(zhì)量與可燃物質(zhì)量相等；可燃物如果滿足通式(CO)x(H)y，充分燃燒后的產(chǎn)物與足量過氧化鈉反應(yīng)，固體增重的質(zhì)量與可燃物質(zhì)量相等；如果滿足通式(CO)x(H)y(C)z,，充分燃燒后的產(chǎn)物與足量過氧化鈉反應(yīng)，固體增重的質(zhì)量大于可燃物質(zhì)量相等；如果滿足通式(CO)x(H)y(O)z,，充分燃燒后的產(chǎn)物與足量過氧化鈉反應(yīng)，固體增重的質(zhì)量小于可燃物質(zhì)量相等。A.agH2在O2中完全燃燒，將生成物與足量Na2O2固體完全反應(yīng)，反應(yīng)后，固體質(zhì)量增加ag，故不選A；B.agCO在O2中完全燃燒，將生成物與足量Na2O2固體完全反應(yīng)，反應(yīng)后，固體質(zhì)量增加ag，故不選B；C.C6H12O6可寫成(CO)6(H)12形式，因此agC6H12O6在O2中完全燃燒，將生成物與足量Na2O2固體完全反應(yīng)，反應(yīng)后，固體質(zhì)量增加ag，故不選C；D.C12H22O11可寫成(CO)11(H)12C形式，agC6H12O6在O2中完全燃燒，將生成物與足量Na2O2固體完全反應(yīng)，反應(yīng)后，固體質(zhì)量增加大于ag，故選D；答案：D4．（2023秋·吉林通化·高一梅河口市第五中學(xué)?？计谀┫铝形镔|(zhì)各60g，在氧氣中完全燃燒，于250℃時(shí)將產(chǎn)物通過足量的Na2O2固體后，固體增重大于60g的是A．CO B．C2H5OH C．H2 D．C6H12O6【答案】B【解析】水、二氧化碳和Na2O2反應(yīng)方程式分別為2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，根據(jù)方程式知，水和Na2O2反應(yīng)時(shí)固體質(zhì)量增加量相當(dāng)于H2質(zhì)量，二氧化碳和Na2O2反應(yīng)時(shí)固體質(zhì)量增加量相當(dāng)于CO質(zhì)量，將可燃物寫出H2或CO或(CO)m?Hn形式，如果恰好寫為H2或CO或(CO)m?Hn形式，則反應(yīng)前后固體質(zhì)量增加的質(zhì)量等于所加入的物質(zhì)的質(zhì)量，如果改寫化學(xué)式時(shí)O原子有剩余，則反應(yīng)前后固體增加質(zhì)量小于60g，，如果C原子有剩余，則固體增加質(zhì)量大于60g。A．該化學(xué)式為CO，則反應(yīng)前后固體質(zhì)量增加等于60g，故A錯(cuò)誤；B．該化學(xué)式可以改寫為CO?(H2)3?C，C有剩余，則反應(yīng)前后固體質(zhì)量增加大于60g，故B正確；C．該化學(xué)式為H2，則反應(yīng)前后固體質(zhì)量增加等于60g，故C錯(cuò)誤；D．該化學(xué)式可以改寫為(CO)6?(H2)6，則反應(yīng)前后固體質(zhì)量增多等于60g，故D錯(cuò)誤；故選B。5．（2016·上海奉賢·一模）將amolNaHCO3和bmolNa2O2固體混合后，在密閉容器中加熱到250℃，讓其充分反應(yīng)．當(dāng)剩余固體為Na2CO3、NaOH，排出氣體為O2、H2O時(shí)，的值可能