Question

【題目】以下是一些物質的熔沸點數據(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(完全分解產生CO2)	---	4250

金屬鈉和CO2在常壓、890℃發生如下反應：4Na(g)+3CO2(g) 2Na2CO3(1)+C(s，金剛石)；△H= —1080．9 kJ／mol

（1）上述反應的平衡常數表達式為________________；若4v正(Na)=3v逆(CO2)，反應是否達到平衡________ (選填“是”或“否”)。

（2）若反應在10L密閉容器、常壓下進行，溫度由890℃升高到1860℃，若反應時間為10min，金屬鈉的物質的量減少了0.2mol，則10min里CO2的平均反應速率為________________。

（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)反應得到Na(g)和液態Na2CO3(1)的熱化學方程式：___________________________

Answer 1

【答案】： 否 0.0015mol/(L·min)。 正反應是體積減小的可逆反應，增大壓強，平衡向正反應方向移動，有利于金剛石的制備。 3Na 2O(s)+C(s,金剛石)=4Na(g)+Na2CO3(1) △H =-4.2 kJ/mol

【解析】

根據方程式書寫平衡常數表達式；根據化學反應化學反應速率計算公式求CO2的平均反應速率；根據影響化學平衡移動影響因素判斷；根據蓋斯定律書寫熱化學反應方程式。

（1）金屬鈉和CO2在常壓、890℃發生如下反應：4Na(g)+3CO2(g) 2Na2CO3(1)+C(s，金剛石)，該反應的平衡常數表達式為K=。若3v正(Na)=4v逆(CO2)，該反應達到平衡狀態，若4v正(Na)=3v逆(CO2)，則該反應不能達到平衡狀態；

答案： ；否；
(2)反應時間為10min，金屬鈉的物質的量減少了0.2mol，則根據方程式可知消耗CO2的物質的量是0.15mol，濃度是0.015mol/L，因此10min里CO2的平均反應速率為0.015mol/L÷10min=0.0015mol/(L·min)；答案：0.0015mol/(L·min)。
(3)根據方程式4Na(g)+3CO2(g) 2Na2CO3(1)+C(s，金剛石)；△H= —1080．9 kJ／mol

可知，正反應是體積減小的可逆反應，因此增大壓強，平衡向正反應方向移動，有利于金剛石的制備。答案：正反應是體積減小的可逆反應，增大壓強，平衡向正反應方向移動，有利于金剛石的制備。

(4)根據反應①4Na(g)+3CO2(g) 2Na2CO3(1)+C(s，金剛石)；△H= —1080．9 kJ／mol

②CO2(g)+4Na(g)=2Na2O(s)+C(s,金剛石)△H=-357.5kJ/mol,則根據蓋斯定律可知①-②3即得到6Na 2O(s)+2C(s,金剛石)=8Na(g)+2Na2CO3(1) △H =-8.4 kJ/mol，所以熱化學方程式為：3Na 2O(s)+C(s,金剛石)=4Na(g)+Na2CO3(1) △H =-4.2 kJ/mol。