對(duì)過氧化鈉又一性質(zhì)的研究

文章編號(hào)：1005－6629(2007)10－0066－02中圖分類號(hào)：G632.479 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

Na2O2是無機(jī)化學(xué)中重要的化合物之一，倍受各類考試命題人的青睞，在各種化學(xué)試題中均有它的身影出現(xiàn)。縱觀各類試題不難發(fā)現(xiàn)：凡是遇到NO、NO2（N2O4）、CO等氣體通過Na2O2（s）時(shí)，都當(dāng)作它們不與Na2O2作用來處理，而正確答案果真如此嗎？不妨一起來分析一下：

1熱力學(xué)證據(jù)

查表得[1]（以下數(shù)據(jù)單位：KJ·mol-1）：△fGmθ[Na2O2(s)] = -447.7 △fGmθ[NaNO3(s)]=-367.1 △fGmθ[NaNO2(s)] = -284.6 △fGmθ[NO2(g)]=-51.5△fGmθ[N2O4(g)]=97.82 △fGmθ [NO(g)]=-86.6 △fGmθ[Na2CO3(s)]=-1044.5△fGmθ [CO(g)]=-137.2

對(duì)于反應(yīng)（I）2NO（g）+Na2O2（s）= 2NaNO2（s）； （II）2NO2(g)+Na2O2(s)=2NaNO3(s)； （III）N2O4（g）+Na2O2（s）=2NaNO3（s）； （IV）CO（g）+Na2O2（s）=Na2CO3（s）的△rGmθ分別求得： △rGmθ（I）=-294.7； △rGmθ（II）=-389.5； △rGmθ（III）=-384.32； △rGmθ（IV）=-459.6 ，即說明： 這四個(gè)反應(yīng)的△rGmθ均<<-45KJ·mol-1， 在熱力學(xué)上這四個(gè)反應(yīng)應(yīng)該自發(fā)向右進(jìn)行[2]。但僅此還不夠，不能預(yù)測(cè)反應(yīng)的表觀——反應(yīng)速率的大小，還得考慮動(dòng)力學(xué)因素。

2 資料顯示

筆者經(jīng)過查閱無機(jī)化學(xué)專著（由于一般的基礎(chǔ)無機(jī)化學(xué)教科書無此相關(guān)的論述！）得到：

（a）CO（g）+Na2O2（s）Na2CO3（s）

△H =-515.89KJ·mol-1 [3].[4].

（b）NO（g）與Na2O2（s）反應(yīng)生成NaNO2（s）； NO2（g）、N2O4（g）在140 ℃以下與Na2O2（s）反應(yīng)生成NaNO3（s）， 140 ℃以上生成NaNO2（s）[4]。

那么在室溫下反應(yīng)（II）進(jìn)行的情況如何呢？原文只字未提，可以用實(shí)驗(yàn)來研究。

3 用實(shí)驗(yàn)來證明

3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

確定NO、 NO2（N2O4）究竟能否與Na2O2（s）在室溫條件下起化學(xué)反應(yīng)。

3.2實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)原理、操作過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

3.2.1實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

本實(shí)驗(yàn)的裝置連接示意圖如下圖1所示：

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置圖

3.2.2實(shí)驗(yàn)原理及操作:（1）在加熱的條件下Cu片與HNO3（濃）反應(yīng)產(chǎn)生NO2（g）、 N2O4（g）、 NO（g）（反應(yīng)后期的產(chǎn)物）、 H2O（g）等； （2）P2O5（s）用來吸收H2O（g）[可近似認(rèn)為H2O（g）被完全吸收]； （3）混合氣體通過盛P2O5（s）的干燥管之后NO2（g）、 N2O4（g）、 NO（g）等氣體通過盛足量Na2O2（s）的干燥管中： ①若這些氣體被吸收，則后面的“觀察瓶”中不會(huì)觀察到紅棕色（NO2的特征顏色），盛NaOH溶液的尾氣吸收裝置中不會(huì)有大量的氣泡逸出（因?yàn)闅怏w被吸收，觀察瓶中幾無壓強(qiáng)的改變，導(dǎo)致插入NaOH溶液中的導(dǎo)管不會(huì)因“觀察瓶”中氣體壓強(qiáng)改變過大而產(chǎn)生大量氣泡）；②若這些氣體不被吸收，則后面的“觀察瓶”中會(huì)觀察到紅棕色（NO2的特征顏色，也可由2NO+O2=2NO2而來），盛NaOH溶液的尾氣吸收裝置可以吸取產(chǎn)生的氣體（NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O；2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O；N2O4可同樣處理，從略！）。

3.2.3 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論:“觀察瓶”中沒有觀察到紅棕色氣體出現(xiàn)，盛NaOH溶液的尾氣吸收裝置中沒有大量的氣泡逸出，證明產(chǎn)生的NO2（g）、N2O4（g）、 NO（g）等被Na2O2完全吸收， 即證明： NO2（g）、 N2O4（g）、 NO（g）等氣體在常溫下能與Na2O2（s）快速地按上面熱力學(xué)證據(jù)中（I）——（III）完全反應(yīng)。

4 一些反思

在無機(jī)化學(xué)教學(xué)中我們經(jīng)常只憑自己的經(jīng)驗(yàn)“主觀臆斷”，其實(shí)有些內(nèi)容是經(jīng)不住實(shí)驗(yàn)考驗(yàn)的，課改進(jìn)行至今，這已經(jīng)引起廣大同行的普遍關(guān)注。實(shí)驗(yàn)教學(xué)在化學(xué)教學(xué)中的地位是無庸置疑的，不能光是“紙上談兵”或“形式主義”的走過場(chǎng)，要努力培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑、創(chuàng)新精神。教師也要身體力行，做好表率！

最后來欣賞一道也是以Na2O2做背景的優(yōu)秀試題[5]：

金屬鈉經(jīng)歷如下一系列變化:

寫出各物質(zhì)的化學(xué)式A——E（答案：Na2O；Na2O2；NaO2；Na2O2·8H2O；Na2O2·2H2O）。本題可謂讓人大開眼界，答案在意料之外，卻在情理之中，不該把它視為“超綱”而拒之門外；其實(shí)，本題對(duì)于糾正學(xué)生思維定勢(shì)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，堪稱是一道不可多得的好題！想象力不豐富，沒有大膽的創(chuàng)新意識(shí)，墨守成規(guī)，只會(huì)一味的懷疑試題的可信度的人在此題上會(huì)栽跟頭！

參考文獻(xiàn)：

[1]北京師范大學(xué)等.無機(jī)化學(xué)（上冊(cè)）(第3版)[M].北京：高等教育出版社，1992.6.

[2]張燦久.化學(xué)奧林匹克競(jìng)賽教程[M].長(zhǎng)沙：湖南師范大學(xué)出版社，1996: 71.

[3]趙繼周.高等無機(jī)化學(xué)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，1987: 211.

[4]呂希倫.無機(jī)過氧化合物化學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，1987: 157-158.

[5]王后雄.中學(xué)化學(xué)題典大全（高中）[M].武漢：華中師范大學(xué)出版社，1995: 340.

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。”