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：
4Na（g）+3CO₂（g）?2Na₂CO₃（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）如图1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Cu²⁺、Ag⁺氧化性的强弱．在方框内画出实验装置图2，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

考点：原电池和电解池的工作原理,热化学方程式,反应速率的定量表示方法

专题：化学反应中的能量变化,化学反应速率专题,电化学专题

分析：（1）根据金属钠的物质的量的变化求CO₂出的物质的量变化，再求出浓度变化和速率；
（2）根据压强对速率和平衡的影响分析；
（3）根据已知热化学方程式，结合盖斯定律计算书写；
（4）原电池中正极上氧气得电子生成氢氧根离子；
（5）Cu、Ag构成原电池时，Cu比Ag活泼，Cu作负极，Ag作正极．

解答： 解：（1）反应时间为10min，金属钠的物质的量减少了0.2mol，则二氧化碳的物质的量减少为n（CO₂）=

3

4

n（Na）=0.2mol×

3

4

=0.15mol，则10min内CO₂的平均反应速率为v（CO₂）=

0.15mol 10L

10min

=0.0015 mol/（L?min），
故答案为：0.0015 mol/（L?min）；
（2）已知4Na（g）+3CO₂（g）?2Na₂CO₃（l）+C（s，金刚石），该反应正方向为气体体积减小的方向，所以增大压强平衡正移，而且反应速率加快；
故答案为：增大压强加快反应速率，反应向正反应方向移动；
（3）已知：①4Na（g）+3CO₂（g）?2Na₂CO₃（l）+C（s，金刚石）△H=-1080.9kJ/mol
          ②CO₂（g）+4Na（g）=2Na₂O（s）+C（s，金刚石）△H=-357.5kJ/mol
则由盖斯定律：①×

1

2

-②×

3

2

得   3Na₂O（s）+C（s，金刚石）=4Na（g）+Na₂CO₃（l）△H=-4.2kJ/mol；
故答案为：3Na₂O（s）+C（s，金刚石）=4Na（g）+Na₂CO₃（l）△H=-4.2kJ/mol；
（4）如图1开关K接M时，则形成原电池，原电池中正极上氧气得电子生成氢氧根离子，石墨电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（5）Cu、Ag构成原电池时，Cu比Ag活泼，Cu作负极，Ag作正极；Cu电极放入硫酸铜溶液，Ag电极放入硝酸银溶液，依此作图，
故答案为：．

点评：本题考查了反应速率的计算、影响速率和平衡的因素、盖斯定律的应用、原电池原理的应用等，题目涉及的知识点较多，侧重于反应原理的应用的考查，注意准确把握有关原理，题目难度中等．