有关Na2O2与H2O、CO2反应的解题方法
黄冈中学教师 夏焕斌
例1、将足量的O2、CH4、Na2O2密封于一密闭容器中，用电火花引燃混合气体。反应结束后，若容器中压强为零（150℃），且残余物质溶于水无气体产生，则O2、CH4、Na2O2三种物质的物质的量之比为（ ）
A、1︰2︰3 B、1︰2︰6 C、6︰2︰1 D、3︰2︰1
分析：CH4燃烧产生CO2和H2O，CO2和H2O与Na2O2反应放出O2，由于反应后无气体剩余（压强为零），故CH4燃烧所需O2为原混合物中O2与反应放出O2之和，且Na2O2完全反应（残留物溶于水无气体产生），则解题时可将三个反应相加，以抵消反应生成的CO2、H2O(g)和O2。
将题目所发生的反应相加得：
CH4?2O2?CO2?2H2OCO2?Na2O2?Na2CO3??)12O22H2O?2Na2O2?4NaOH?O2CH4?12O2?3Na2O2?Na2CO3?4NaOH
则符合题意的混合物中O2、CH4、Na2O2物质的量之比为1︰2︰6。
答案：B
例2、100℃时，3.88g A气体与足量的Na2O2完全反应，放出氧气，且固体的质量增加了2.28g。试推断A是什么气体并写出反应的化学方程式。若将上述A气体与足量的CaO固体完全反应，将会有什么物质生成？生成多少摩尔？ 分析：在中学范围内，已知CO2和H2O(g)与Na2O2反应才能放出O2，根据放出的O2的物质的量可推断反应物的成分，然后由A气体的性质分析与CaO反应的产物和物质的量。
3.88?2.28反应中产生的O2的物质的量为：（1）当气体为CO2时：
2Na2O2 + 2CO2 === 2Na2CO3 + O2
32?0.05（mol）
n(CO2)＝2×0.05＝0.1(mol) 0.1×44＝4.4(g)＞3.88(g) （2）当气体为H2O(g)时：
2Na2O2 + 2H2O === 4NaOH + O2 n(H2O)＝2×0.05＝0.1(mol) 0.1×18＝1.8(g)＜3.88(g)
已知参加反应的气体为3.88g，经计算既非CO2也非H2O(g)。由于1.8＜3.88＜4.4，故知气体为CO2和H2O(g)的混合物。
设CO2物质的量为x，H2O物质的量为y.
?x?y?0.1?x?0.08(mol)???44x?18y?3.88??y?0.02(mol) 依题意有
与足量的CaO反应将会有CaCO3和Ca(0H)2生成。CaCO3物质的量等于CO2的
物质的量，即为0.08mol，Ca(OH)2物质的量等于H2O的物质的量，即为0.02mol。 答案：A为CO2和H2O(g)的混合物；化学方程式为2Na2O2 + 2CO2 === 2Na2CO3 + O2、
2Na2O2 + 2H2O === 4NaOH + O2；生成物中有CaCO3 0.08mol、Ca(OH)2 0.02mol。
例3、在甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠，然后各加入100mL水，搅拌，使固体完全溶解，则甲、乙、丙、丁的质量百分比浓度大小的顺序是（ ）
A、甲＜乙＜丙＜丁 B、丁＜甲＜乙＝丙 C、甲＝丁＜乙＝丙 D、丁＜甲＜乙＜丙 分析：甲：发生反应为：2Na + 2H2O === 2NaOH + H2↑
0.2?40形成溶液的质量分数为0.1?23?100?0.05?2乙：发生反应为：Na2O + H2O === 2NaOH
?100%
0.1?2?40形成溶液的质量分数为0.1?62?100?100%
丙：发生反应为：2Na2O2 + 2H2O === 4NaOH + O2↑
0.1?2?40形成溶液的质量分数为0.1?78?100?0.05?32?100%
0.1?40丁：溶液的质量分数为0.1?40?100 答案：B
?100%
Na2O2与CO2、H2O反应的相关计算，复杂而繁琐。但如果能从原理上深刻理解，抓住实质并灵活应用，便可以找到解决问题的捷径。
有关Na2O2与CO2、H2O反应的相关计算题型，实质上可以归纳为两类： 一、 反应前后固体质量的变化。
利用差量法，从理论上分析Na2O2与CO2、H2O反应前后固体质量的变化量，具体方法如下：
２Na２O２＋２H２O====４NaOH＋O２↑△M为４NaOH—２Na２O２=4H，即4。 ２Na２O２＋２CO２====２Na２CO3＋O２ △M为2Na２CO3—２Na２O２=2C和2O，即56。 可见，1molNa2O2与足量的H2O反应固体增加的质量等于1molH2的质量，即2g，1mol Na2O2与足量的CO2反应固体增加的质量等于1molCO的质量，即28g。 二、 反应前后气体体积的变化。
通过分析可以看出150℃时，Na2O2与H2O反应，每2体积水参加反应，反应后气体的体积减少1体积； Na2O2与CO2反应，每2体积CO2参加反应，反应后气体的体积减少也为1体积。
下面我们就结合这些知识，利用一些例子来介绍如何巧解Na2O2与CO2、H2O反应计算题。
例1（2004全国卷I）：取a g某物质在氧气中完全燃烧，将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应，反应后固体的质量恰好也增加了a g。下列物质中不能满．．．
足上述结果的是（ ） ．
A．H2 B．CO C．C6H12O6 D．C12H22O11
解析：Na2O2与CO2、H2O反应，前后固体质量为CO和H2。可见，agH2或CO，在氧气中完全燃烧，跟足量的Na2O2反应，固体质量增加恰好为ag；同样，H2和CO的混合气体或从组成上分析为(CO)X ·(H2)Y的物质ag，完全燃烧，再与Na2O2反应，固体质量增加都是ag。故C可看作为(CO)6·(H2)6 答案：D
例2（2004上海）等物质的量的N2、O2、CO2混合气体通过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．3：4：1 B．3：3：2 C．6：7：3 D．6：9：0 解析：同温同压下，体积之比等于物质的量之比，体积变为原体积的8/9，则n(前)/n(后)＝9/8，如果认为反应前气体的物质的量为9mol，则各气体均为3mol，反应后气体的物质的量为8mol。△n＝1mol，则参加反应的CO2为2mol，生成的O2为1mol。则这是混合气体中N2、O2、CO2物质的量之比为3：4：1 答案：A
例3、在标准状况下，将CO、CO2、H2的混合气体充入一盛有Na2O2的密闭容器中，用电火花引燃至充分反应。反应完全后，气体的压强比反应前减少了4/5，则混合气体中CO、CO2、H2的体积比可能为（ ）
A、2：2：1 B、4：6：4 C、3：3：2 D、3：4：3
解析：混合气体通过Na2O2时，只有２Na２O２＋２CO２====２Na２CO3＋O２，在电火花引燃的条件下，O2把CO、H2转化为CO2和H2O，CO2和H2O又与Na2O2反应生成O2，O2又与CO、H2。如此反复循环，最终认为Na2O2在O2在催化剂、电火花引燃的条件下，把CO、H2完全吸收。即
、
反应后气体为2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2反应生成
的O2。密闭容器中，压强之比等于物质的量之比，n(O2)/n(混合气体)＝1/5,则n(CO2)/n(混合气体)＝2/5 答案：AD
例4、将甲烷、氧气、过氧化钠放入密闭容器中，在150℃条件下用电火花引发反应后，3种物质都恰好完全反应，容器中的压强为零。则原混合物中3种物质的质量之比为 ，反应后容器中的物质是 。
解析：解法一：容器中压强为零，则反应后没有气体。Na2O2把CH4和O2全部吸收，则产物为Na2CO3和NaOH。即2CH4+O2+6Na2O2===2Na2CO3+8NaOH
解法二：此反应实质上是CH4与O2燃烧生成CO2和H2O，CO2和H2O再与Na2O2
反应生成O2，O2再与CH4反应，反复循环，最终气体全部耗尽。Na2O2与CO2、H2O反应认为
、
，可见，只要
把CH4和O2从原子组成上转化成(CO)X·(H2)Y，则反应后气体的体积为零。推知CH4、O2和Na2O2的物质的量之比为2：1：6
答案：2：1：6 Na2CO3、NaOH
以上四个题分别从不同方面分析如何巧解Na2O2与CO2、H2O反应的问题，例1是反应前后固体质量的变化情况，例2是反应前后气体体积的变化情况，例3、4是结合反应的实质与反应前后气体体积的变化