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：
4 Na（g）+ 3CO₂（g）2 Na₂CO₃（l）+ C(s，金剛石) △H=－1080.9kJ/mol
（1）上述反應的平衡常數(shù)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1680℃，若反應時間為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）反應得到Na（g）和液態(tài)Na₂CO₃（l）的熱化學方程式                   。
（5）下圖開關K接M時，石墨作   極，電極反應式為                 。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］，反應物足量，標明有關數(shù)據(jù)〗
     

Answer 1

（16分）
（1） K=1/c⁴(Na) c³(CO₂)（2分）（指數(shù)錯誤或出現(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）；單位錯誤或沒寫扣1分。
（3）增大壓強，平衡向正反應方向（體積縮小的方向，生成金剛石的方向）移動（2分）；（寫“反應”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）（方程式錯誤0分；狀態(tài)和焓變單位錯1或全錯都只扣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）（電極反應式錯或未配平0分）；
（2分）
（線段不出頭不扣分；未標數(shù)值或標注錯誤扣1分，直線畫為曲線0分）

解析試題分析：（1）固體、純液體的濃度是常數(shù)，因此不能寫入平衡常數(shù)表達式，則K=；不同物質(zhì)表示的正反應速率和逆反應之比等于化學方程式中對應的系數(shù)之比，說明該反應已經(jīng)達到平衡，即=，所以3v_正(Na)=4v_逆(CO₂)才能說明該反應達到平衡，而4v_正(Na)=3v_逆(CO₂)不能說明反應達到平衡；（2）碳酸鈉的分解溫度為1850℃，則1680℃時容器中仍發(fā)生的反應為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)的正反應是氣體體積減小的方向，增大壓強增大兩反應物濃度時，不僅反應速率加快，而且平衡向正反應方向移動，使金剛石的制備不僅速率快而且產(chǎn)量多；（4）將已知兩個熱化學方程式編號為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，則鋁是負極，石墨是正極，負極反應式為Al—3e^—=Al³⁺，正極反應式為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，陰極反應式為2H⁺+2e^—=H₂↑或2H₂O+2e^—=H₂↑+2OH^—，陽極反應式為Al—3e^—=Al³⁺，則電解總反應式為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；然后在坐標紙上用描點法畫圖，若x=0，則y=0；x=0.3，則y=0.1，將兩點連線即可畫圖。
考點：考查化學反應原理，涉及化學平衡常數(shù)表達式、化學平衡與否的判斷、計算平均反應速率、用反應速率和平衡移動理論解釋高壓生產(chǎn)金剛石的原因、蓋斯定律、原電池和電解原理、電極類型判斷、電極反應式、物質(zhì)的量、氧化還原反應中轉(zhuǎn)移電子的計算、物質(zhì)的量在化學或離子方程式計算中的應用等。