Question

(14分)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)：

4Na(g)+3CO2(g)2Na2CO3(1)+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1860℃，若反應(yīng)時間為10min，金屬鈉的物質(zhì)的量減少了0．2mol，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 。

(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(1)的熱化學(xué)方程式： 。

(5)下圖開關(guān)K接M時，石墨作 極，電極反應(yīng)式為 。當(dāng)K接N一段時間后，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

（1） K＝1/c4(Na) c3(CO2)（2分）；否（1分） （2）0.0015 mol/（L ·min）（2分）

（3）增大壓強(qiáng)加快反應(yīng)速率，反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動 （2分）

（4）6Na2O（s）+ 2C（s,金剛石)＝8Na（g）+ 2Na2CO3（l）△H＝ —8.4 kJ/mol （2分）

（5）正（1分）； O2+2H2O+4e－＝4OH－（2分） （2分）

【解析】

試題分析：（1）化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，固體或純液體不能出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達(dá)式中，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝1/c4(Na) c3(CO2)；若反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，則根據(jù)反應(yīng)速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比可知，3v正(Na)＝4v逆(CO2)，因此4v正(Na)＝3v逆(CO2)時反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài)。

（2）反應(yīng)時間為10min，金屬鈉的物質(zhì)的量減少了0．2mol，則根據(jù)方程式可知消耗CO2的物質(zhì)的量是0.15mol，濃度是0.015mol/L，因此10min里CO2的平均反應(yīng)速率為0.015mol/L÷10min＝0.0015 mol/（L ·min）。

（3）根據(jù)方程式可知，正方應(yīng)是體積增大的可逆反應(yīng)，因此增大壓強(qiáng)加快反應(yīng)速率，反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，有利于金剛石的制備。

（4）根據(jù)反應(yīng)①4Na(g)+3CO2(g)2Na2CO3(1)+C(s，金剛石)；△H＝-1080．9kJ／mol，②CO2(g)+4Na(g)＝2Na2O(s)+C(s，金剛石) △H＝-357．5kJ／mol，則根據(jù)蓋斯定律可知①－②×3即得到6Na2O（s）+ 2C（s,金剛石)＝8Na（g）+ 2Na2CO3（l）△H＝ —8.4 kJ/mol。

（5）開關(guān)K接M時，構(gòu)成原電池，鋁是活潑的金屬作負(fù)極，則石墨作正極，溶液性質(zhì)中性，所以吸氧腐蝕，則正極電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e－＝4OH－。當(dāng)K接N時構(gòu)成電解池，鋁是陽極失去電子，石墨是陰極溶液中的氫離子放電生成氫氣，總反應(yīng)式為2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑，因此一段時間后，測得有0.3mol電子轉(zhuǎn)移，則消耗水的物質(zhì)的量是0.3mol，生成氫氧化鋁是0.1mol，因此y隨x變化的圖象為（見答案）。

考點(diǎn)：考查平衡常數(shù)、反應(yīng)速率、外界條件對平衡狀態(tài)影響、熱化學(xué)方程式陰極電化學(xué)原理應(yīng)用