Question

【題目】一定條件下，金屬鈉和CO2可制得金剛石：4Na+3CO22Na2CO3+C(s，金剛石)

完成下列填空：

（1）上述反應(yīng)中涉及的元素的原子半徑從大到小的順序為____。

（2）能證明碳元素與氧元素非金屬強弱的事實是___（選填編號）。

a.最高價氧化物水化物的酸性 b.兩種元素的氣態(tài)氫化物的沸點

c.CO2中元素的化合價 d.氣體氫化物受熱分解的溫度

（3）高壓下，科學(xué)家成功地將CO2轉(zhuǎn)化為具有類似SiO2結(jié)構(gòu)的原子晶體，比較SiO2與CO2這兩種原子晶體的熔沸點高低，并說明理由：___。

常壓	熔點（℃）	沸點（℃）
鈉	97.8	882.9
Na2CO3	851	1850分解
金剛石	3550	…
石墨	3850	4250

（4）若在2L密閉容器中，10min內(nèi)金屬鈉減少了0.2mol，則CO2的平均反應(yīng)速率為___。該反應(yīng)在常壓1000℃下進行，根據(jù)右表數(shù)據(jù)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=___。

（5）若在2L密閉容器中，常壓、1000℃下，起始時，下列物理量能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是____。

a.氣體的平均摩爾質(zhì)量不變 b.3v消耗(Na)=4v生成(CO2)

c.氣體的密度不變 d.的比值不變

Answer 1

【答案】Na＞C＞O cd CO2高，Si原子半徑大于C原子，Si-O鍵鍵長大于C-O鍵鍵長，Si-O鍵鍵能低，因此溶沸點低于CO2 0.0075mol/(L·min) bc

【解析】

可根據(jù)①同周期元素原子序數(shù)越大,原子半徑越小，非金屬性越強，其氫化物熱穩(wěn)定性越強，其最高價氧化物的水化物(最高價含氧酸)酸性越強。同樣，同周期元素原子序數(shù)越大，原子半徑越小，金屬性越弱,其最高價氧化物的水化物堿性越弱。②CO2轉(zhuǎn)化為具有類似SiO2結(jié)構(gòu)的原子晶體后，不再存在單個CO2分子，結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，屬化學(xué)變化，物理及化學(xué)性質(zhì)也大有變化，熔點大大升高，這兩者不互為同分異構(gòu)體。每個C有四個價電子，以單鍵結(jié)合四個O，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

（1）上述元素中，涉及到的元素有Na、C、O三種，有元素周期率可推出原子半徑為Na＞C＞O。

故答案為Na＞C＞O。

（2）CO2中C元素化合價為+4價，O元素化合價為-2價，故可比較出O元素的化合價強于C，且非金屬性越強，其氫化物熱穩(wěn)定性越強，故可以通過比較氣體氫化物受熱分解的溫度。

故答案為cd

（3）CO2轉(zhuǎn)化為具有類似SiO2結(jié)構(gòu)的原子晶體后熔點大大升高，故CO2熔點高，Si原子半徑大于C原子，Si-O鍵鍵長大于C-O鍵鍵長，Si-O鍵鍵能低，因此溶沸點低于CO2。

故答案為 CO2高，Si原子半徑大于C原子，Si-O鍵鍵長大于C-O鍵鍵長，Si-O鍵鍵能低，因此溶沸點低于CO2

（4）由題意可計算Na的平均反應(yīng)速率=0.2÷2÷10=0.01mol/L/min，由方程式可得4Na~3CO2，故CO2的平均反應(yīng)速率為×0.01=0.075 mol/(L·min)，反應(yīng)在常壓1000℃下進行，根據(jù)右表數(shù)據(jù)且在平衡常數(shù)表達式中，固體的濃度為常數(shù)，故平衡常數(shù)K=。

故答案為0.0075mol/(L·min)

（5）由方程式4Na+3CO22Na2CO3+C(s，金剛石)可知，反應(yīng)過程中參與反應(yīng)的氣體只有CO2，故氣體的平均摩爾質(zhì)量不變不能說明反應(yīng)達到平衡，故a選項錯誤。反應(yīng)物消耗速率等與反應(yīng)物生成速率時反應(yīng)達到平衡，故3v消耗(Na)=4v生成(CO2)正確。氣體CO2的密度不變說明二氧化碳的物質(zhì)的量已經(jīng)達到平衡，故反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，c選項正確。的比值等于系數(shù)之比，不變不等于反應(yīng)達到平衡。

故答案為 bc