Question

以下是一些物質(zhì)的熔沸點(diǎn)數(shù)據(jù)（常壓）：

	鉀	鈉	Na2CO3	金剛石	石墨
熔點(diǎn)（℃）	63.65	97.8	851	3550	3850
沸點(diǎn)（℃）	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)：
4 Na（g）+ 3CO₂（g）2 Na₂CO₃（l）+ C(s，金剛石) △H=－1080.9kJ/mol
（1）上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為             ；若4v_正(Na)=3v_逆(CO₂)，反應(yīng)是否達(dá)到平衡    （選填“是”或“否”）。
（2）若反應(yīng)在10L密閉容器、常壓下進(jìn)行，溫度由890℃升高到1680℃，若反應(yīng)時(shí)間為10min, 金屬鈉的物質(zhì)的量減少了0.20mol，則10min里CO₂的平均反應(yīng)速率為             。
（3）高壓下有利于金剛石的制備，理由是                                            。
（4）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                   。
（5）下圖開關(guān)K接M時(shí)，石墨作   極，電極反應(yīng)式為                 。K接N一段時(shí)間后測得有0.3mol電子轉(zhuǎn)移，作出y隨x變化的圖象〖x—代表n(H₂O)_消耗，y—代表n［Al(OH)₃］，反應(yīng)物足量，標(biāo)明有關(guān)數(shù)據(jù)〗
     

Answer 1

（16分）
（1） K=1/c⁴(Na) c³(CO₂)（2分）（指數(shù)錯(cuò)誤或出現(xiàn)固體或液體表示濃度的0分，濃度c大小寫不扣分）；
否（2分） 
（2）0.0015 mol/（L ·min）或0.0005 mol/（L ·min）或0.0015 mol/（L ·min）—0.0005 mol/（L ·min）間任意數(shù)值即可得滿分（2分）；單位錯(cuò)誤或沒寫扣1分。
（3）增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向（體積縮小的方向，生成金剛石的方向）移動（2分）；（寫“反應(yīng)”移動不扣分）。
（4）6Na₂O(s)+2C(s，金剛石)=8Na(g)+2Na₂CO₃(l) △H=—8.4kJ/mol或3Na₂O(s)+ C(s，金剛石)=4Na(g)+Na₂CO₃(l) △H=—4.2kJ/mol（2分）（方程式錯(cuò)誤0分；狀態(tài)和焓變單位錯(cuò)1或全錯(cuò)都只扣1分；系數(shù)減半滿分；與系數(shù)匹配的焓變數(shù)值有誤扣1分。）
（5）正（2分）；O₂+2H₂O+4e^－ =4OH^－（2分）（電極反應(yīng)式錯(cuò)或未配平0分）；
（2分）
（線段不出頭不扣分；未標(biāo)數(shù)值或標(biāo)注錯(cuò)誤扣1分，直線畫為曲線0分）

試題分析：（1）固體、純液體的濃度是常數(shù)，因此不能寫入平衡常數(shù)表達(dá)式，則K=；不同物質(zhì)表示的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)之比等于化學(xué)方程式中對應(yīng)的系數(shù)之比，說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡，即=，所以3v_正(Na)=4v_逆(CO₂)才能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡，而4v_正(Na)=3v_逆(CO₂)不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡；（2）碳酸鈉的分解溫度為1850℃，則1680℃時(shí)容器中仍發(fā)生的反應(yīng)為4 Na(g)+3CO₂(g)2 Na₂CO₃(l)+ C(s，金剛石)，先根據(jù)定義式求v(Na)，再根據(jù)速率之比等于化學(xué)方程式中的系數(shù)之比求v(CO₂)，即v(Na)====0.0020mol/(L?min)，由于=，v(CO₂)="3" v(Na)/4=0.0015mol/(L?min)，注意保留兩位有效數(shù)字；（3）4 Na(g)+3CO₂(g)2 Na₂CO₃(l)+ C(s，金剛石)的正反應(yīng)是氣體體積減小的方向，增大壓強(qiáng)增大兩反應(yīng)物濃度時(shí)，不僅反應(yīng)速率加快，而且平衡向正反應(yīng)方向移動，使金剛石的制備不僅速率快而且產(chǎn)量多；（4）將已知兩個(gè)熱化學(xué)方程式編號為①②，①—②×3可以約去3 CO₂(g)，根據(jù)蓋斯定律，則6Na₂O(s)+2C(s，金剛石)=8Na(g)+2Na₂CO₃(l) △H=—8.4kJ/mol，若系數(shù)減半，則焓變也減半，則3Na₂O(s)+ C(s，金剛石)=4Na(g)+Na₂CO₃(l) △H=—4.2kJ/mol；（5）若K接M，則該裝置為原電池，模擬鋁的吸氧腐蝕，由于鋁比石墨活潑，則鋁是負(fù)極，石墨是正極，負(fù)極反應(yīng)式為Al—3e^—=Al³⁺，正極反應(yīng)式為O₂+4e^—+2H₂O=4OH^—；若K接N，該裝置變?yōu)殡娊獬�，則鋁是陽極，石墨是陰極，溶液中的氫離子和鈉離子移向陰極，陰極反應(yīng)式為2H⁺+2e^—=H₂↑或2H₂O+2e^—=H₂↑+2OH^—，陽極反應(yīng)式為Al—3e^—=Al³⁺，則電解總反應(yīng)式為2Al+6H₂O2Al(OH)₃+3H₂↑～6e^—，若轉(zhuǎn)移0.3mol電子，則被消耗的水為0.3mol；由于該反應(yīng)中氫氧化鋁與水的系數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比，則=，即y=x/3；然后在坐標(biāo)紙上用描點(diǎn)法畫圖，若x=0，則y=0；x=0.3，則y=0.1，將兩點(diǎn)連線即可畫圖。