Question

【題目】中國(guó)科學(xué)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(zhì)的熔沸點(diǎn)數(shù)據(jù)（常壓）：

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

（1）若反應(yīng)在常壓、890℃下進(jìn)行，寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式_____________________，若3v正(Na)=4v逆(CO2)，則_____（選填序號(hào)）。

a.反應(yīng)肯定達(dá)到平衡 b．反應(yīng)可能達(dá)到平衡 c．反應(yīng)肯定未達(dá)平衡

（2）若反應(yīng)在10L密閉容器、常壓下進(jìn)行，5min內(nèi)，測(cè)得金剛石的質(zhì)量增加了6 g，該時(shí)間段內(nèi)v(CO2)=______________，若反應(yīng)溫度由890℃升高到1860℃，則容器內(nèi)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量將________(選填“增大”、“減小”或“不變”) 。

（3）反應(yīng)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(zhì)中，金剛石的含量將增大，則該反應(yīng)的正反應(yīng)是_________反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）。

（4）碳酸鈉溶液中滴入鹽酸的反應(yīng)過程如右圖所示，反應(yīng)至A點(diǎn)時(shí)，未產(chǎn)生二氧化碳，請(qǐng)用離子方程式解釋原因：_________________，繼續(xù)滴加鹽酸，反應(yīng)至B點(diǎn)，B點(diǎn)溶液中溶質(zhì)的化學(xué)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(zhì)的熔沸點(diǎn)數(shù)據(jù)，在常壓、890℃時(shí)Na和CO2都是氣態(tài)，Na2CO3和C都不是氣態(tài)，則可得該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式．根據(jù)一正一逆，速率之比等于系數(shù)比，則反應(yīng)肯定達(dá)到平衡；(2)金剛石的質(zhì)量增加6g，根據(jù)方程式計(jì)算參加反應(yīng)二氧化碳的物質(zhì)的量，再根據(jù)v=計(jì)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(nèi)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量增大；(3)溫度升高平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)；(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(yīng)生成CO2氣體。

(1)根據(jù)表中一些物質(zhì)的熔沸點(diǎn)數(shù)據(jù)，可知在常壓、890℃時(shí)Na和CO2都是氣態(tài)，Na2CO3和C都不是氣態(tài)，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K= ，若3v正(Na)=4v逆(CO2)，符合一正一逆，速率之比等于系數(shù)比，則反應(yīng)肯定達(dá)到平衡，故答案為a；(2) 金剛石的質(zhì)量增加6克，其物質(zhì)的量為=0.5mol，由方程式可知參加反應(yīng)二氧化碳的物質(zhì)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(nèi)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量增大；(3) 已知：C(石墨) C(金剛石)，若升高溫度，生成的碳單質(zhì)中，金剛石的含量將增大，說明平衡正向移動(dòng)，即該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；(4)在碳酸鈉溶液中滴加鹽酸，先發(fā)生CO32—+H+→ HCO3—，此時(shí)無CO2氣體生成，即A點(diǎn)生成碳酸氫鈉，繼續(xù)滴加鹽酸，碳酸氫鈉再與鹽酸反應(yīng)生成CO2氣體和NaCl，則B點(diǎn)溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式是NaCl和NaHCO3。