题目内容

【题目】以下是一些物质的熔沸点数据(常压):

钾

钠

Na2CO3

金刚石

石墨

熔点(℃)

63.65

97.8

851

3550

3850

沸点(℃)

774

882.9

1850(完全分解产生CO2)

---

4250

金属钠和CO2在常压、890℃发生如下反应:4Na(g)+3CO2(g) 2Na2CO3(1)+C(s,金刚石);△H= —1080.9 kJ/mol

(1)上述反应的平衡常数表达式为________________;若4v正(Na)=3v逆(CO2),反应是否达到平衡________ (选填“是”或“否”)。

(2)若反应在10L密闭容器、常压下进行,温度由890℃升高到1860℃,若反应时间为10min,金属钠的物质的量减少了0.2mol,则10min里CO2的平均反应速率为________________。

(3)高压下有利于金刚石的制备,理由_____________________________________________。

(4)由CO2(g)+4Na(g)=2Na2O(s)+C(s,金刚石) △H= —357.5kJ/mol;则Na2O固体与C(金刚石)反应得到Na(g)和液态Na2CO3(1)的热化学方程式:___________________________

【答案】: 否 0.0015mol/(L·min)。 正反应是体积减小的可逆反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,有利于金刚石的制备。 3Na 2O(s)+C(s,金刚石)=4Na(g)+Na2CO3(1) △H =-4.2 kJ/mol

【解析】

根据方程式书写平衡常数表达式;根据化学反应化学反应速率计算公式求CO2的平均反应速率;根据影响化学平衡移动影响因素判断;根据盖斯定律书写热化学反应方程式。

(1)金属钠和CO2在常压、890℃发生如下反应:4Na(g)+3CO2(g) 2Na2CO3(1)+C(s,金刚石),该反应的平衡常数表达式为K=。若3v正(Na)=4v逆(CO2),该反应达到平衡状态,若4v正(Na)=3v逆(CO2),则该反应不能达到平衡状态;

答案: ;否;
(2)反应时间为10min,金属钠的物质的量减少了0.2mol,则根据方程式可知消耗CO2的物质的量是0.15mol,浓度是0.015mol/L,因此10min里CO2的平均反应速率为0.015mol/L÷10min=0.0015mol/(L·min);答案:0.0015mol/(L·min)。
(3)根据方程式4Na(g)+3CO2(g) 2Na2CO3(1)+C(s,金刚石);△H= —1080.9 kJ/mol

可知,正反应是体积减小的可逆反应,因此增大压强,平衡向正反应方向移动,有利于金刚石的制备。答案:正反应是体积减小的可逆反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,有利于金刚石的制备。

(4)根据反应①4Na(g)+3CO2(g) 2Na2CO3(1)+C(s,金刚石);△H= —1080.9 kJ/mol

②CO2(g)+4Na(g)=2Na2O(s)+C(s,金刚石)△H=-357.5kJ/mol,则根据盖斯定律可知①-②3即得到6Na 2O(s)+2C(s,金刚石)=8Na(g)+2Na2CO3(1) △H =-8.4 kJ/mol,所以热化学方程式为:3Na 2O(s)+C(s,金刚石)=4Na(g)+Na2CO3(1) △H =-4.2 kJ/mol。

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