Question

【題目】鈉是一種非常活潑的金屬元素，其單質及化合物在科研、生產中起著重要作用．
（1）利用金屬鈉和CO2反應可制備金剛石，其相關反應的熱化學方程式如下： 4Na（g）+3CO2（g）═2Na2CO3（l）+C（s，金剛石）△H=a kJmol﹣1
CO2（g）+4Na（g）═2Na2O（s）+C（s，金剛石）△H=b kJmol﹣1
反應6Na2O（s）+2C（s，金剛石）═8Na（g）+2Na2CO3（l）的△H=kJmol﹣1（用含a、b的代數式表示）．
（2）T℃時，體積為2L的恒容容器中加入一定量的Na2SO4固體和氫氣，發生如下反應： Na2SO4（s）+4H2（g）Na2S（s）+4H2O（g）．
①若降低溫度，K值減小，則反應的△H0（填“＞或“＜”）．
②下列說法錯誤的是 ．
A．增加Na2SO4（s）的量可加快反應速率
B．當混合氣體的密度一定時，該反應達到平衡狀態
C．保持溫度不變，向平衡體系中再通入一定量的H2 ， △H不變
D．其他條件不變，升高溫度，則v（正）增大，v（逆）減小，平衡右移
③若2min內反應達到平衡，此時氣體質量增加了8g，則用H2表示的反應速率為；已知反應過程中H2的體積分數與時間的關系如上圖所示，則T℃下該反應的平衡常數為 ．
④若反應達平衡后，加入一定量的H2 ， 再次平衡后H2O的體積分數（填“增大”“減小”或“不變”）．

Answer 1

【答案】
（1）（a﹣3b）
（2）＞； AD；0.125mol?L﹣1?min﹣1；1；不變
【解析】解：（1）①4Na（g）+3CO2（g）═2Na2CO3（l）+C（s，金剛石）△H=a kJmol﹣1

②CO2（g）+4Na（g）═2Na2O（s）+C（s，金剛石）△H=b kJmol﹣1

由蓋斯定律可知，①﹣②×3得到反應6Na2O（s）+2C（s，金剛石）═8Na（g）+2Na2CO3（l），則△H=（a﹣3b）kJ/mol，

所以答案是：（a﹣3b）；（2）①若降低溫度，K值減小，可知降低溫度，平衡逆向移動，則正反應為吸熱反應，反應的△H＞0，所以答案是：＞；

②A．增加Na2SO4（s）的量，速率無影響，反應速率不變，故A錯誤；

B．當混合氣體的質量為變量，則密度為變量，則混合氣體的密度一定時，該反應達到平衡狀態，故B正確；

C．保持溫度不變，向平衡體系中再通入一定量的H2，反應物濃度增大，△H與濃度無關，則△H不變，故C正確；

D．該反應為吸熱反應，其他條件不變，升高溫度，則v（正）、v（逆）均增大，且平衡向右移動，故D錯誤；

所以答案是：AD；

③若2min內反應達到平衡，此時氣體質量增加了8g，則

Na2SO4（s）+	4H2（g）Na2S（s）+4H2O（g）	△m
	4	64
	x	8

則x= =0.5mol，

用H2表示的反應速率為v= = =0.125 molL﹣1min﹣1；

由圖可知，氫氣的轉化率為50%，則轉化的氫氣為0.5mol，平衡時氫氣為0.5mol、水蒸氣為0.5mol，則K= =1，

所以答案是：0.125 molL﹣1min﹣1；1；

④若反應達平衡后，加入一定量的H2，體積溫度不變，壓強增大，但該反應為氣體體積不變的反應，平衡不移動，則再次平衡后H2O的體積分數不變，

所以答案是：不變．

【考點精析】通過靈活運用反應熱和焓變和化學平衡的計算，掌握在化學反應中放出或吸收的熱量，通常叫反應熱；反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%即可以解答此題．