Question

4．鎂帶能在CO₂中燃燒，生成氧化鎂和單質(zhì)碳．
（1）碳元素形成的單質(zhì)有金剛石、石墨、足球烯等．金剛石的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于足球烯的原因是金剛石為原子晶體而足球烯為分子晶體，金剛石中共價(jià)鍵的鍵能高于足球烯中的范德華力．24g金剛石中含有4N_A個(gè)碳碳單鍵．
（2）氧化鎂的電子式為Mg²⁺[]^2-，CO₂的結(jié)構(gòu)式為O=C=O．與鎂同周期、離子半徑最小的元素，其原子最外層的電子排布式為3s²3p¹，其中能量最高的電子有1個(gè)．
一定條件下，在容積恒為2.0L的容器中，F(xiàn)e和CO₂發(fā)生如下反應(yīng)：
CO₂（g）+Fe（s）?FeO（s）+CO（g）
（3）若起始時(shí)向容器中加入1mol CO₂，5.0min后，容器內(nèi)氣體的相對(duì)平均分子量為32，則這段時(shí)間內(nèi)ν（CO₂）=0.025mol/（L•min）．
（4）下列說法不正確的是cd
a．當(dāng)混合氣體的密度不變時(shí)說明反應(yīng)達(dá)到了平衡
b．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí)說明反應(yīng)達(dá)到了平衡
c．平衡后移除二氧化碳時(shí)，正反應(yīng)速率一直減小直至建立新的平衡
d．平衡后縮小容器的體積，正逆反應(yīng)速率不變，平衡不移動(dòng)
（5）待反應(yīng)達(dá)到平衡后再充入一定量的二氧化碳，平衡向正向移動(dòng)（選填“正向”、“逆向”、或“不”），二氧化碳的轉(zhuǎn)化率不變（填“增大”，“減小”或“不變”），CO的物質(zhì)的量增大（選填“增大”，“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）原子晶的沸點(diǎn)高于分子晶體；24g金剛石物質(zhì)的量為2mol，每1mol碳原子和4mol碳原子形成共價(jià)鍵，則1mol碳原子形成的共價(jià)鍵為：1mol×4×$\frac{1}{2}$=2mol，所以2mol金剛石含有碳碳鍵的個(gè)數(shù)為4N_A；
（2）氧化鎂的電子式為Mg²⁺[]^2-，CO₂的結(jié)構(gòu)式為O=C=O，與鎂同周期、離子半徑最小的元素為鋁，其原子最外層的電子排布式為3s²3p¹，其中能量最高的電子為3p能級(jí)；
（3）若起始時(shí)向容器中加入1mol CO₂，5.0min后，容器內(nèi)氣體的相對(duì)平均分子量為32，說明變化的氧原子質(zhì)量為8g，變化的二氧化碳的物質(zhì)的量為0.25mol，根據(jù)速率的計(jì)算公式計(jì)算；
（4）當(dāng)變量不變時(shí)平衡，根據(jù)平衡移動(dòng)的影響因素分析；
（5）待反應(yīng)達(dá)到平衡后再充入一定量的二氧化碳，平衡向正向移動(dòng)，但到達(dá)新平衡時(shí)的效果與原平衡等效，故二氧化碳的轉(zhuǎn)化率不變，CO的物質(zhì)的量增大．

解答 解：（1）金剛石為原子晶體而足球烯為分子晶體，金剛石中共價(jià)鍵的鍵能高于足球烯中的范德華力，故熔點(diǎn)金剛石大于石墨烯；24g金剛石物質(zhì)的量為2mol，每1mol碳原子和4mol碳原子形成共價(jià)鍵，則1mol碳原子形成的共價(jià)鍵為：1mol×4×$\frac{1}{2}$=2mol，所以2mol金剛石含有碳碳鍵的個(gè)數(shù)為4N_A，故答案為：金剛石為原子晶體而足球烯為分子晶體，金剛石中共價(jià)鍵的鍵能高于足球烯中的范德華力；4N_A；
（2）氧化鎂的電子式為Mg²⁺[]^2-，CO₂的結(jié)構(gòu)式為O=C=O，與鎂同周期、離子半徑最小的元素為鋁，其原子最外層的電子排布式為3s²3p¹，其中能量最高的電子為3p能級(jí)上的電子，有1個(gè)，故答案為：Mg²⁺[]^2-；O=C=O；3s²3p¹；1；
（3）若起始時(shí)向容器中加入1mol CO₂，5.0min后，容器內(nèi)氣體的相對(duì)平均分子量為32，說明變化的氧原子質(zhì)量為8g，變化的二氧化碳的物質(zhì)的量為0.25mol，根據(jù)速率的計(jì)算公式知，ν（CO₂）=$\frac{\frac{0.25}{2}}{5}$=0.025mol/（L•min）；
（4）一定條件下，在容積恒為2.0L的容器中，CO₂（g）+Fe（s）?FeO（s）+CO（g），
a．當(dāng)混合氣體的密度是變量，不變時(shí)說明反應(yīng)達(dá)到了平衡，故正確；
b．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量是變量，不變時(shí)說明反應(yīng)達(dá)到了平衡，故正確；
c．平衡后移除二氧化碳時(shí)，正反應(yīng)速率先減小后增大，直至建立新的平衡，故錯(cuò)誤；
d．平衡后縮小容器的體積，正逆反應(yīng)速率增大，但平衡不移動(dòng)，故錯(cuò)誤；
故答案為：cd；
（5）待反應(yīng)達(dá)到平衡后再充入一定量的二氧化碳，平衡向正向移動(dòng)，但到達(dá)新平衡時(shí)的效果與原平衡等效，故二氧化碳的轉(zhuǎn)化率不變，CO的物質(zhì)的量增大，故答案為：正向；不變；增大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電子式、結(jié)構(gòu)式、熔沸點(diǎn)高低比較、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡等知識(shí)，屬于綜合性題型，解題時(shí)要細(xì)心，避免書寫的錯(cuò)誤，難度中等．