Question

【題目】中國科學家用金屬鈉和CO2在一定條件下制得了金剛石：4 Na + 3CO2 2 Na2CO3 + C(金剛石)，以下是一些物質的熔沸點數據（常壓）：

	鈉	Na2CO3	金剛石	石墨
熔點（℃）	97.8	851	3550	3850
沸點（℃）	882.9	1850（分解產生CO2）	----	4250

（1）若反應在常壓、890℃下進行，寫出該反應的平衡常數表達式_____________________，若3v正(Na)=4v逆(CO2)，則_____（選填序號）。

a.反應肯定達到平衡 b．反應可能達到平衡 c．反應肯定未達平衡

（2）若反應在10L密閉容器、常壓下進行，5min內，測得金剛石的質量增加了6 g，該時間段內v(CO2)=______________，若反應溫度由890℃升高到1860℃，則容器內氣體的平均相對分子質量將________(選填“增大”、“減小”或“不變”) 。

（3）反應中還有石墨生成，已知：C(石墨) C(金剛石)，若升高溫度，生成的碳單質中，金剛石的含量將增大，則該反應的正反應是_________反應（填“吸熱”或“放熱”）。

（4）碳酸鈉溶液中滴入鹽酸的反應過程如右圖所示，反應至A點時，未產生二氧化碳，請用離子方程式解釋原因：_________________，繼續滴加鹽酸，反應至B點，B點溶液中溶質的化學式是__________。

Answer 1

【答案】K=1/[Na] 4[CO2]3 a 0.03 mol/(L·min) 增大 吸熱 CO32—+H+→ HCO3— NaHCO3、NaCl

【解析】

(1)分析一些物質的熔沸點數據，在常壓、890℃時Na和CO2都是氣態，Na2CO3和C都不是氣態，則可得該反應的平衡常數表達式．根據一正一逆，速率之比等于系數比，則反應肯定達到平衡；(2)金剛石的質量增加6g，根據方程式計算參加反應二氧化碳的物質的量，再根據v=計算v(CO2)；若溫度由890℃升高到1860℃，碳酸鈉分解生成二氧化碳，混合氣體中二氧化碳的含量增大，容器內氣體的平均相對分子質量增大；(3)溫度升高平衡向吸熱反應方向移動；(4)碳酸鈉溶液中滴加鹽酸，先生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉再與鹽酸反應生成CO2氣體。

(1)根據表中一些物質的熔沸點數據，可知在常壓、890℃時Na和CO2都是氣態，Na2CO3和C都不是氣態，則該反應的平衡常數表達式K= ，若3v正(Na)=4v逆(CO2)，符合一正一逆，速率之比等于系數比，則反應肯定達到平衡，故答案為a；(2) 金剛石的質量增加6克，其物質的量為=0.5mol，由方程式可知參加反應二氧化碳的物質的量為0.5mol×3=1.5mol，故v(CO2)===0.03mol/(Lmin)；若溫度由890℃升高到1860℃，碳酸鈉分解生成二氧化碳，混合氣體中二氧化碳的含量增大，容器內氣體的平均相對分子質量增大；(3) 已知：C(石墨) C(金剛石)，若升高溫度，生成的碳單質中，金剛石的含量將增大，說明平衡正向移動，即該反應的正反應是吸熱反應；(4)在碳酸鈉溶液中滴加鹽酸，先發生CO32—+H+→ HCO3—，此時無CO2氣體生成，即A點生成碳酸氫鈉，繼續滴加鹽酸，碳酸氫鈉再與鹽酸反應生成CO2氣體和NaCl，則B點溶液中溶質的化學式是NaCl和NaHCO3。