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【题目】中国科学家用金属钠和在一定条件下制得了金刚石:(金刚石)

钠

金刚石

石墨

熔点(℃)

97.8

851

3550

3850

沸点(℃)

882.9

1850(分解产生)

——

4250

(1)若反应在常压、890℃下进行,写出该反应的平衡常数表达式____,若,则________(选填序号)。

a.反应肯定达到平衡 b.反应可能达到平衡 c.反应肯定未达平衡

(2)若反应在10L密闭容器、常压下进行,5min内,测得金刚石的质量增加了6g,该时间段内________,若反应温度由890℃升高到1860℃,则容器内气体的平均相对分子质量将________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。

(3)反应中还有石墨生成,已知:,若升高温度,生成的碳单质中,金刚石的含量将增大,则该反应的正反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。

【答案】 a 0.03 mol/(L·min) 增大 吸热

【解析】

(1).根据表中一些物质的熔沸点数据,可知在常压、890℃时,Na和CO2都是气态,Na2CO3和C都不是气态,则该反应的平衡常数表达式;若3v正(Na)=4v逆(CO2),符合一正一逆,速率之比等于系数比,则反应肯定达到平衡,

故答案为:;a;

(2).若反应在10L密闭容器、常压下进行,5min内,测得金刚石的质量增加了6g即0.5mol,反应的二氧化碳物质的量结合化学方程式计算得到,4Na+3CO22Na2CO3+C(金刚石),CO2消耗物质的量1.5mol,反应速率v(CO2)===0.03mol/(Lmin),若温度由890℃升高到1860℃,碳酸钠分解生成二氧化碳,混合气体中二氧化碳的含量增大,容器内气体的平均相对分子质量增大,

故答案为:0.03mol/(Lmin);增大;

(3).反应中还有石墨生成,已知:C(石墨)C(金刚石),若升高温度,生成的碳单质中,金刚石的含量将增大,平衡正向进行,该反应的正反应是吸热反应,

故答案为:吸热;

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(1)关于该反应的下列说法中,正确的是_________(填字母)。

A.ΔH<0,ΔS<0 B.ΔH>0,ΔS<0

C.ΔH>0,ΔS>0 D.ΔH<0,ΔS>0

(2)为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为l L的密闭容器中,充入l mol CO2和4 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如上图2所示。

①从反应开始到平衡,H2的平均反应速率v(H2)=________;CO2的转化率w(CO2)=________。

②该反应的平衡常数K=_____________。(只列表达式和计算式,不必计算出结果)

③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是________________(填字母)。

A.将CH3OH(g)及时液化抽出 B.升高温度

C.选择高效催化剂 D.再充入l molCO2和4 molH2

(3)25℃,1.01×105Pa时,16 g 液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出350.8kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:______________________。

(4)选用合适的合金为电极,以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料,可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池,其负极的电极反应式是:______________________。

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