备战2024年高考化学考点微专题11“四角度”认识过氧化钠与水、二氧化碳的反应

微专题11微专题11“四角度”认识过氧化钠与水、二氧化碳的反应1．与的混合气体5g，在时和足量的氧气混合，用电火花充分引燃，在相同状况下再将反应后所得混合气体通入到足量的中，测得固体增重的质量为，则原混合气体中的质量分数为A．25% B．75% C．88% D．32%【答案】C【解析】设混合气中和的物质的量分别是x和y，则。氢气燃烧生成水，水再被过氧化钠吸收，又生成氧气，所以过氧化钠增加的质量就是氢气的质量；二氧化碳被过氧化钠吸收，也生成氧气，所以过氧化钠增加的质量就是一氧化碳的质量，所以，联立解得，，所以原混合气体中的质量分数为，故C正确；故选C。2．5gCO和的混合气体与足量的氧气充分反应后，在150℃时将混合气体通过足量的固体，则固体增加的质量为A．5g B．3g C．1.5g D．无法确定【答案】A【解析】CO与H2在氧气中完全燃烧，生成CO2和H2O，生成的CO2和H2O再与Na2O2反应：，一氧化碳与二氧化碳物质的量相等，Na2O2与CO2反应：2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2，总方程式为：2CO+2Na2O2=2Na2CO3，质量增重△m=2Na2CO3-2Na2O2=2CO，可知反应后固体质量增加量为CO的质量；，生成的水与氢气物质的量相等，Na2O2与H2O反应：2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2，总方程式为：2H2+2Na2O2=4NaOH，质量增重∆m=4NaOH-2Na2O2=2H2，可知反应后固体增加的质量为氢气质量；所以Na2O2增重的质量为CO与H2混合气体的质量，共5g。故选A反应原理应用1应用2Na2O₂与H2O、CO2反应的化学方程式分别为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2①2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑②在上述两个反应中，对于Na2O2而言，根据原子守恒，在反应①中Na2O2增加的质量实际上是2CO2-O2即2CO的质量，根据1molNa2O2～1molCO,其结果可以看作：Na2O2+CO=Na2CO3(注意该反应实际不发生)；同理，在反应②中Na2CO3增加的质量实下上是H2O中H的质量，根据2molNa2O2～4molH,其结果可以看作：Na2O2+H2=2NaOH（注意该反应实际不发生）。CO或H2的燃烧产物CO2或H2O（g）通过Na2O2，可以看成CO或H2直接与Na2O2反应，所以固体质量的增加值就是参加反应的CO或H2的质量。凡是分子组成符合(CO)n·(H2)m形式的一种或几种物质，w

g该物质在O2中完全燃烧，将其产物(CO2和H2O（g）)通过足量的Na2O2后，Na2O2固体增加的质量必为w

g。或者是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O个数比为1：1，即可满足上述条件。中学阶段符合这一关系的常见的物质有：①无机化合物：H2、CO及H2和CO的混合气体。②有机物：CH3OH、HCHO、CH3COOH、HCOOCH3、CH3CH(OH)COOH(乳酸)、C6H12O6(葡萄糖)等。类型内容角度一：物质的量的关系过氧化钠在一定条件下可以与二氧化碳、水发生反应，反应的方程式分别为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

①

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑

②在上述两个反应中，无论是CO2或H2O(g)的单一物质还是二者的混合物，通过足量的Na2O2时，CO2或H2O(g)与放出O2的物质的量之比均为2：1，即气体减小的体积等于相同状况下生成的O2的体积。角度二：先后顺序关系由于CO2能够与NaOH反应，所以一定量的Na2O2与H2O（g）、CO2的混合物反应时可视为Na2O2先与CO2生成Na2CO3，剩余的Na2O2再与H2O（g）生成NaOH。角度三：转移电子关系当Na2O2与H2O（g）、CO2反应时，每产生1molO2，转移2mol电子。即1molNa2O2与H2O（g）、CO2充分反应时，转移1mole-。角度四：固体质量关系过氧化钠在一定条件下可以与二氧化碳、水发生反应，反应的方程式分别为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

①

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑

②在上述两个反应中，对Na2O2而言，根据原子守恒：在反应①中Na2O2增加的质量实际上是1molNa2O2→1molNa2CO3，即1molCO的质量，根据1molNa2O2→1molCO，固体质量增加28g，其结果可看作：Na2O2+CO=Na2CO3。在反应②中Na2O2增加的质量实际上是1molNa2O2→2molNaOH，即2molH的质量，根据1molNa2O2→2molH，固体质量增加2g，其结果可看作：Na2O2+H2=2NaOH。1．（2023·全国·高一专题练习）现有和的混合气体，常温下将其缓缓地通过足量的过氧化钠固体，体积减小了五分之一，则混合气体中与的体积之比是A．1：4 B．1：2 C．2：3 D．3：2【答案】C【解析】设和的物质的量分别为xmol和ymol，与Na2O2反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，过氧化钠过量，故二氧化碳完全反应，生成氧气的物质的量为0.5x，气体体积减少的物质的物质的量为0.5x，故，故，选C。2．（2022秋·河南郑州·高一校联考阶段练习）某温度下，mg某物质在足量氧气中充分燃烧，其燃烧产物立即与过量的Na2O2反应，固体质量增加mg。下列物质中，符合题意的有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在该体系中发生反应的化学方程式为，；，，由方程式可知，固体增加的质量即为H2、CO的质量。由分析可知，mg分子组成符合(CO)m(H3)n的物质在O2中完全燃烧，将其产物(CO2和水蒸气)通过足量Na2O2后，固体增重必为mg，①②⑤符合题意，故选B。角度一：物质的量的关系1．（2017·全国·高三学业考试）等物质的量的N2、O2、CO2混合气体通过一定量Na2O2后，体积变为原体积的8/9(同温同压)，这时混合气体中N2、O2、CO2物质的量之比为A．6：7：3 B．3：3：2C．3：4：1 D．6：9：0【答案】C【解析】氧气和氮气都不和过氧化钠反应，二氧化碳和过氧化钠反应生成氧气，根据阿伏加德罗定律，同温同压下气体的体积之比等于物质的量之比，由反应前后体积的变化判断出二氧化碳有剩余，再根据反应的化学方程式。设三者的物质的量分别为3mol，发生的反应为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，现气体体积变为原来的，即剩余气体的物质的量为8mol。若二氧化碳完全与过氧化钠反应，则气体的物质的量减少数1.5mol，即剩余气体为7.5mol，说明二氧化碳有剩余；设有xmol二氧化碳参加反应，2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

2

1

xmol

0.5xmol则反应后，气体的物质的量为3+3+0.5x+（3-x）=8，解得x=2，所以反应后N2的物质的量为3mol，O2的物质的量为3+0.5x=4mol，CO2的物质的量为1mol，混合气体中N2、O2、CO2的物质的量之比为3：4：1，故C正确。故选C。2．（2017·全国·高三学业考试）amolNa2O2和bmolNaHCO3固体混合后，在密闭容器中加热到250℃，使其充分反应，当排出O2和H2O(g)的物质的量之比为1∶1时，a∶b为A．1∶1 B．1∶2 C．2∶3 D．2∶1【答案】C【解析】混合物在密闭容器中加热到250℃时，可能发生如下反应：①2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑②2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2③2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2④2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O由上述反应，可得总的反应方程式为：Ⅰ、Na2O2+2NaHCO32Na2CO3+1/2O2↑+H2O↑Ⅱ、2Na2O2+2NaHCO32Na2CO3+O2↑+2NaOH当排出O2和H2O的物质的量为1：1时，只能发生反应Ⅰ、Ⅱ，Ⅰ×2+Ⅱ可得：4Na2O2+6NaHCO36Na2CO3+2O2↑+2NaOH+2H2O↑故n（Na2O2）：n（NaHCO3）=4：6=2：3，答案选C。角度二：先后顺序关系3．（2022秋·山东枣庄·高一枣庄八中校考期末）密闭容器中装1mol和0.8mol加热充分反应后，容器内残留的固体是A．0.8mol和1molNaOH B．1mol和0.6molNaOHC．1.3mol D．0.5mol和1.6molNaOH【答案】B【解析】NaHCO3加热分解：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分别与Na2O2反应：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，二氧化碳首先与过氧化钠反应，消耗过氧化钠0.5mol，生成碳酸钠0.5mol，还有0.3mol的过氧化钠与水反应，生成0.6molNaOH，所以容器内残留的固体是1molNa2CO3和0.6molNaOH，故选B。4．（2022春·河南商丘·高一商丘市第一高级中学校考开学考试）将一定量Na2O2和NaHCO3混合后，在密闭容器中加热充分反应，排除气体，冷却后有固体物质剩余，下列选项不正确的是（）Na2O2(mol)NaHCO3(mol)固体成分A12Na2CO3B1.52Na2CO3、NaOH、Na2O2C11Na2CO3、NaOHD21Na2CO3、NaOH、Na2O2A．A B．B C．C D．D【答案】B【解析】混合物在密闭容器中加热，可能发生如下反应：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；根据反应，可得总反应方程式为：①Na2O2+2NaHCO32Na2CO3+O2↑+H2O；②2Na2O2+2NaHCO32Na2CO3+O2↑+2NaOH；B．当Na2O2为1mol，NaHCO3为2mol时，根据①式可知剩余固体成分为Na2CO3，A项正确；A．当Na2O2为1.5mol，NaHCO3为2mol时，①②式同时发生，剩余固体成分为Na2CO3、NaOH；B项错误；C.当Na2O2为1mol，NaHCO3为1mol时，根据②式可知剩余固体成分为Na2CO3、NaOH，C项正确；当Na2O2为2mol，NaHCO3为1mol时，根据②式可知，Na2O2过量，则剩余固体物质为Na2CO3、NaOH、Na2O2，D项正确。答案选B。角度三：转移电子关系5．（2023·全国·高一假期作业）飞船内安装盛有Na2O2的装置，它的作用是产生氧气。下列关于Na2O2的叙述正确的是A．Na2O2中阴阳离子比是1：1B．Na2O2分别与水及CO2反应，产生相同量的O2时，需要水和CO2的质量相等C．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，转移电子数量相等D．Na2O2和次氯酸都是优良漂白剂，按一定比例混合后漂白效果更好【答案】C【解析】A．Na2O2含有2个钠离子和1个过氧根离子，故阴、阳离子的个数比为1：2，故A错误；B．Na2O2与水及CO2反应，反应的方程式分别为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，生成相同量的O2时消耗的水和二氧化碳的物质的量相同，但质量不同，故B错误；C．过氧化钠与水和二氧化碳反应，过氧化钠都是既做氧化剂，又是还原剂，由得失电子守恒知两者转移电子的物质的量相同，转移电子数量相等，故C正确；D．Na2O2和水反应生成NaOH，强碱能与次氯酸反应，两者混合后漂白效果变差，故D错误；故选：C。角度四：固体质量关系6．（2023·重庆·校联考模拟预测）某物质的分子式为，取该物质在足量的中充分燃烧后，将产物全部通入过量的中，若固体的质量增加了，且，则该物质是A． B． C． D．【答案】A【解析】有机物在氧气中完全燃烧的化学方程式为：，产物为CO2和H2O通入过量的Na2O2发生的化学方程式为：①和②，由方程式①可知增重的质量为CO，由方程式②可知增重的质量为H2，则增重的质量=与CO2相同物质量的CO的质量+与H2O相同物质的量的H2。据上述分析可知，当有机物满足时，既满足有机物中x=z，Na2O2固体的质量增加了，则m=n；若x＞z，则m＜n；若x＜z，则m＞n；则符合条件的为A选项；答案选A。1．（2023春·全国·高一期中）在标准状况下，将和CO的混合气体(密度是的16倍)充满一盛有足量的密闭容器中(容积为22.4L)，用间断的电火花引发至充分反应。反应完全后容器里存在的物质叙述正确的是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】本题涉及的反应有：①2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2，②2CO+O2=2CO2，(①+②)/2得③CO+Na2O2=Na2CO3。足量Na2O2时以①③计算反应产物。设混合气体中CO2和CO的物质的量分别是x、y，则(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；反应①中，0.25molCO2反应生成0.25molNa2CO3和0.125molO2；反应③中，0.75molCO反应生成0.75molNa2CO3；所以共生成1molNa2CO3和0.125molO2；故选B。2．（2022秋·湖北荆州·高一校联考期末）标况下将2.24L气体先与足量氧气充分燃烧，再将得到的气体缓慢通过足量的固体后，固体质量增重为A．2.8g B．3.2g C．1.6g D．3.0g【答案】B【解析】标况下2.24LCH4，物质的量为=0.1mol，CH4气体先与足量氧气充分燃烧生成0.1molCO2和0.2molH2O，再将得到的气体缓慢通过足量的Na2O2固体，根据2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑可知，相当于增重0.1molCO和0.2molH2，增重的质量为0.1mol×28g/mol+0.2mol×2g/mol=3.2g，故选B。8．（2022秋·吉林长春·高一统考期末）将10g由CO和H2组成的混合气体在足量的O2中充分燃烧后，将生成的所有产物通过足量的Na2O2固体，Na2O2固体增加的质量为A．8g B．10g C．12g D．13.5g【答案】B【解析】CO在氧气中完全燃烧生成CO2，生成的CO2再与Na2O2反应，有关反应为：2CO+O2=2CO2，2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2，总方程式为：2CO+2Na2O2=2Na2CO3，质量增重为CO的质量；H2在氧气中完全燃烧H2O，H2O再与Na2O2反应，有关反应为：2H2+O2=2H2O，2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2，总方程式为：2H2+2Na2O2=4NaOH，质量增重为氢气质量。综上分析，最终固体增重为CO与氢气的总质量，故10gCO和H2的混合气点燃后，再通入足量的Na2O2中，充分反应后，固体增重质量是10g，故选B。3．取ag某物质在O2中完全燃烧，将生成物与足量Na2O2固体完全反应，反应后，固体质量恰好也增加了ag，下列物质不能满足上述结果的是()A．H2 B．CO C．C6H12O6 D．C12H22O11【答案】D【解析】可燃物在足量氧气中燃烧生成CO2和H2O，与Na2O2发生反应的方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2固体质量增加（2CO）

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，固体质量增加（2H2）。结论：可燃物如果为CO，H2充分燃烧后的产物与足量过氧化钠反应，固体增重的质量与可燃物质量相等；可燃物如果满足通式(CO)x(H)y，充分燃烧后的产物与足量过氧化钠反应，固体增重的质量与可燃物质量相等；如果满足通式(CO)x(H)y(C)z,，充分燃烧后的产物与足量过氧化钠反应，固体增重的质量大于可燃物质量相等；如果满足通式(CO)x(H)y(O)z,，充分燃烧后的产物与足量过氧化钠反应，固体增重的质量小于可燃物质量相等。A.agH2在O2中完全燃烧，将生成物与足量Na2O2固体完全反应，反应后，固体质量增加ag，故不选A；B.agCO在O2中完全燃烧，将生成物与足量Na2O2固体完全反应，反应后，固体质量增加ag，故不选B；C.C6H12O6可写成(CO)6(H)12形式，因此agC6H12O6在O2中完全燃烧，将生成物与足量Na2O2固体完全反应，反应后，固体质量增加ag，故不选C；D.C12H22O11可写成(CO)11(H)12C形式，agC6H12O6在O2中完全燃烧，将生成物与足量Na2O2固体完全反应，反应后，固体质量增加大于ag，故选D；答案：D4．（2023秋·吉林通化·高一梅河口市第五中学校考期末）下列物质各60g，在氧气中完全燃烧，于250℃时将产物通过足量的Na2O2固体后，固体增重大于60g的是A．CO B．C2H5OH C．H2 D．C6H12O6【答案】B【解析】水、二氧化碳和Na2O2反应方程式分别为2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，根据方程式知，水和Na2O2反应时固体质量增加量相当于H2质量，二氧化碳和Na2O2反应时固体质量增加量相当于CO质量，将可燃物写出H2或CO或(CO)m•Hn形式，如果恰好写为H2或CO或(CO)m•Hn形式，则反应前后固体质量增加的质量等于所加入的物质的质量，如果改写化学式时O原子有剩余，则反应前后固体增加质量小于60g，，如果C原子有剩余，则固体增加质量大于60g。A．该化学式为CO，则反应前后固体质量增加等于60g，故A错误；B．该化学式可以改写为CO⋅(H2)3⋅C，C有剩余，则反应前后固体质量增加大于60g，故B正确；C．该化学式为H2，则反应前后固体质量增加等于60g，故C错误；D．该化学式可以改写为(CO)6⋅(H2)6，则反应前后固体质量增多等于60g，故D错误；故选B。5．（2016·上海奉贤·一模）将amolNaHCO3和bmolNa2O2固体混合后，在密闭容器中加热到250℃，让其充分反应．当剩余固体为Na2CO3、NaOH，排出气体为O2、H2O时，的值可能