Question

以下是一些物質(zhì)的熔沸點數(shù)據(jù)（常壓）：

	鉀	鈉	Na2CO3	金剛石	石墨
熔點（℃）	63.65	97.8	851	3550	3850
沸點（℃）	774	882.9	1850（分解產(chǎn)生CO2）	----	4250

金屬鈉和CO₂在常壓、890℃發(fā)生如下反應(yīng)：4Na（g）+3CO₂（g）?2Na₂CO₃（l）+C（s，金剛石）△H═-1080.9kJ/mol
（1）上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為

 

；若4v_正（Na）═3v_逆（CO₂），反應(yīng)是否達到平衡

 

（選填“是”或“否”）．
（2）由CO₂（g）+4Na（g）=2Na₂O（s）+C（s，金剛石）△H═-357.5kJ/mol；則Na₂O固體與C（金剛石）反應(yīng)得到Na（g）和液態(tài)Na₂CO₃（l）的熱化學(xué)方程式

 

．
（3）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料電池，其原理見圖．該電池在使用過程中石墨I電極上生成氧化物Y，其電極反應(yīng)為：

 

若生成1molY，則需要消耗標準狀況下氧氣的體積為

 

L．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理,熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡的影響因素

專題：基本概念與基本理論,電化學(xué)專題

分析：（1）化學(xué)平衡常數(shù)表達式K=

1

c4(Na)．c3(CO2)

；同一物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等時，該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；
（2）根據(jù)蓋斯定律書寫其熱化學(xué)反應(yīng)方程式；
（3）氧氣在Ⅱ電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極Ⅰ上發(fā)生還原反應(yīng)，NO₂被氧化生成的氧化物只能是N₂O₅，據(jù)電子守恒求需要氧氣的體積．

解答： 解：（1）化學(xué)平衡常數(shù)表達式K=

1

c4(Na)．c3(CO2)

；同一物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等時，該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，若3v_正（Na）═4v_逆（CO₂），該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，若4v_正（Na）═3v_逆（CO₂），則該反應(yīng)不能達到平衡狀態(tài)，
故答案為：K=

1

c4(Na)．c3(CO2)

；否；
（2）CO₂（g）+4Na（g）=2Na₂O（s）+C（s，金剛石）△H=-357.5kJ/mol①
4Na（g）+3CO₂（g）?2Na₂CO₃（l）+C（s，金剛石）△H=-1080.9kJ/mol②
將方程式

②-①×3

2

得3Na₂O（s）+C（s，金剛石）=4Na（g）+Na₂CO₃（l）△H=-4.2kJ/mol，
故答案為：3Na₂O（s）+C（s，金剛石）=4Na（g）+Na₂CO₃（l）△H=-4.2kJ/mol；
（3）氧氣在Ⅱ電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極Ⅰ上發(fā)生還原反應(yīng)，NO₂被氧化生成的氧化物只能是N₂O₅，電極Ⅰ上的電極反應(yīng)式為：NO₂+NO₃^--e^-═N₂O₅，生成1molN₂O₅，失去1mol電子，得到1mol電子需要0.25mol氧氣，0.25mol×22.4L/mol=5.6L，故答案為：NO₂+NO₃^--e^-═N₂O₅；5.6．

點評：本題考查了原電池原理、化學(xué)平衡、反應(yīng)熱等知識點，涉及電極反應(yīng)式的書寫、蓋斯定律、化學(xué)平衡的判斷，注意（3）題兩個電極上發(fā)生的反應(yīng)，會正確書寫電極反應(yīng)式，題目難度不大．