Question

【题目】一定条件下，金属钠和CO2可制得金刚石：4Na+3CO22Na2CO3+C(s，金刚石)

完成下列填空：

（1）上述反应中涉及的元素的原子半径从大到小的顺序为____。

（2）能证明碳元素与氧元素非金属强弱的事实是___（选填编号）。

a.最高价氧化物水化物的酸性 b.两种元素的气态氢化物的沸点

c.CO2中元素的化合价 d.气体氢化物受热分解的温度

（3）高压下，科学家成功地将CO2转化为具有类似SiO2结构的原子晶体，比较SiO2与CO2这两种原子晶体的熔沸点高低，并说明理由：___。

常压	熔点（℃）	沸点（℃）
钠	97.8	882.9
Na2CO3	851	1850分解
金刚石	3550	…
石墨	3850	4250

（4）若在2L密闭容器中，10min内金属钠减少了0.2mol，则CO2的平均反应速率为___。该反应在常压1000℃下进行，根据右表数据，该反应的平衡常数表达式K=___。

（5）若在2L密闭容器中，常压、1000℃下，起始时，下列物理量能说明该反应已达到平衡状态的是____。

a.气体的平均摩尔质量不变 b.3v消耗(Na)=4v生成(CO2)

c.气体的密度不变 d.的比值不变

Answer 1

【答案】Na＞C＞O cd CO2高，Si原子半径大于C原子，Si-O键键长大于C-O键键长，Si-O键键能低，因此溶沸点低于CO2 0.0075mol/(L·min) bc

【解析】

可根据①同周期元素原子序数越大,原子半径越小，非金属性越强，其氢化物热稳定性越强，其最高价氧化物的水化物(最高价含氧酸)酸性越强。同样，同周期元素原子序数越大，原子半径越小，金属性越弱,其最高价氧化物的水化物碱性越弱。②CO2转化为具有类似SiO2结构的原子晶体后，不再存在单个CO2分子，结构发生了变化，属化学变化，物理及化学性质也大有变化，熔点大大升高，这两者不互为同分异构体。每个C有四个价电子，以单键结合四个O，形成空间网状结构。

（1）上述元素中，涉及到的元素有Na、C、O三种，有元素周期率可推出原子半径为Na＞C＞O。

故答案为Na＞C＞O。

（2）CO2中C元素化合价为+4价，O元素化合价为-2价，故可比较出O元素的化合价强于C，且非金属性越强，其氢化物热稳定性越强，故可以通过比较气体氢化物受热分解的温度。

故答案为cd

（3）CO2转化为具有类似SiO2结构的原子晶体后熔点大大升高，故CO2熔点高，Si原子半径大于C原子，Si-O键键长大于C-O键键长，Si-O键键能低，因此溶沸点低于CO2。

故答案为 CO2高，Si原子半径大于C原子，Si-O键键长大于C-O键键长，Si-O键键能低，因此溶沸点低于CO2

（4）由题意可计算Na的平均反应速率=0.2÷2÷10=0.01mol/L/min，由方程式可得4Na~3CO2，故CO2的平均反应速率为×0.01=0.075 mol/(L·min)，反应在常压1000℃下进行，根据右表数据且在平衡常数表达式中，固体的浓度为常数，故平衡常数K=。

故答案为0.0075mol/(L·min)

（5）由方程式4Na+3CO22Na2CO3+C(s，金刚石)可知，反应过程中参与反应的气体只有CO2，故气体的平均摩尔质量不变不能说明反应达到平衡，故a选项错误。反应物消耗速率等与反应物生成速率时反应达到平衡，故3v消耗(Na)=4v生成(CO2)正确。气体CO2的密度不变说明二氧化碳的物质的量已经达到平衡，故反应达到平衡状态，c选项正确。的比值等于系数之比，不变不等于反应达到平衡。

故答案为 bc