Question

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（分解产生CO2）	----	4250

 
金属钠和CO₂在常压、890℃发生如下反应：4 Na（g）+ 3CO₂（g） 2 Na₂CO₃（l）+  C(s,金刚石) △H=－1080．9kJ/mol
（1）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内CO₂的平均反应速率为                 。
（2）高压下有利于金刚石的制备，理由是                                            。
（3）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（l）的热化学方程式                     。
（4）下图开关K接M时，石墨电极反应式为                           。

（5）请运用原电池原理设计实验，验证Cu^2＋、Ag⁺氧化性的强弱。
在方框内画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥(在同一烧杯中，
电极与溶液含相同的金属元素)，并标出外电路电子流向。

Answer 1

（1）0．0015 mol/（L ·min）（2分）
（2）增大压强加快反应速率，反应向正反应方向移动（2分）；
（3）3Na₂O（s）+C（s,金刚石) = 4Na（g）+Na₂CO₃（l）△H= —4．2kJ/mol（2分）；
（4）O₂+2H₂O+4e^－ =4OH^－（2分）；
（5）      （2分）

试题分析：（1）先根据定义式求v(Na)，再根据速率之比等于化学方程式中的系数之比求v(CO₂)，即v(Na) =0．0020mol/(L?min)， v(CO₂)="3" v(Na)/4=0．0015mol/(L?min)；（2）增大压强加快反应速率，反应向正反应方向移动；（3）将已知两个热化学方程式编号为①②，①—②×3可以约去3 CO₂(g)，根据盖斯定律，则6Na₂O(s)+2C(s，金刚石)=8Na(g)+2Na₂CO₃(l) △H=—8．4kJ/mol，若系数减半，则焓变也减半，则3Na₂O(s)+ C(s，金刚石)=4Na(g)+Na₂CO₃(l) △H=—4．2kJ/mol；（4）若K接M，则该装置为原电池，模拟铝的吸氧腐蚀，由于铝比石墨活泼，则铝是负极，石墨是正极，负极反应式为Al—3e^—=Al³⁺，正极反应式为O₂+4e^—+2H₂O=4OH^—；（5）验证Cu^2＋、Ag⁺氧化性的强弱，可根据置换反应：
Cu+2Ag⁺=Cu^2＋+2Ag来设计原电池，铜发生氧化反应，银离子发生还原反应。所以铜作负极，银作正极，硫酸铜和硝酸银作电解质溶液。