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）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）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

 

．
（3）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料电池，其原理见图．该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应为：

 

若生成1molY，则需要消耗标准状况下氧气的体积为

 

L．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理,热化学方程式,化学平衡的影响因素

专题：基本概念与基本理论,电化学专题

分析：（1）化学平衡常数表达式K=

1

c4(Na)．c3(CO2)

；同一物质的正逆反应速率相等时，该反应达到平衡状态；
（2）根据盖斯定律书写其热化学反应方程式；
（3）氧气在Ⅱ电极上发生氧化反应，电极Ⅰ上发生还原反应，NO₂被氧化生成的氧化物只能是N₂O₅，据电子守恒求需要氧气的体积．

解答： 解：（1）化学平衡常数表达式K=

1

c4(Na)．c3(CO2)

；同一物质的正逆反应速率相等时，该反应达到平衡状态，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，
故答案为：K=

1

c4(Na)．c3(CO2)

；否；
（2）CO₂（g）+4Na（g）=2Na₂O（s）+C（s，金刚石）△H=-357.5kJ/mol①
4Na（g）+3CO₂（g）?2Na₂CO₃（l）+C（s，金刚石）△H=-1080.9kJ/mol②
将方程式

②-①×3

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；
（3）氧气在Ⅱ电极上发生氧化反应，电极Ⅰ上发生还原反应，NO₂被氧化生成的氧化物只能是N₂O₅，电极Ⅰ上的电极反应式为：NO₂+NO₃^--e^-═N₂O₅，生成1molN₂O₅，失去1mol电子，得到1mol电子需要0.25mol氧气，0.25mol×22.4L/mol=5.6L，故答案为：NO₂+NO₃^--e^-═N₂O₅；5.6．

点评：本题考查了原电池原理、化学平衡、反应热等知识点，涉及电极反应式的书写、盖斯定律、化学平衡的判断，注意（3）题两个电极上发生的反应，会正确书写电极反应式，题目难度不大．