Question

镁带能在CO₂中燃烧，生成氧化镁和单质碳。请完成下列填空：

（1）碳元素形成的单质有金刚石、石墨、足球烯等。金刚石的熔点远高于足球烯的原因是_______。

（2）氧化镁的电子式为_______，CO₂的结构式为______。与镁同周期、离子半径最小的元素，其原子最外层的电子排布式为______，其1个原子中能量最高的电子有______个。

（3）一定条件下，在容积恒为2.0L的容器中，Fe和CO₂发生如下反应：CO₂(g)+Fe(s)FeO(s)+CO(g)，若起始时向容器中加入1molCO₂，5.0min后，容器内气体的相对平均分子量为32，则n(CO₂)：n(CO)之比为_______，这段时间内用CO₂表示的速率v（CO₂）=_______。

（4）下列说法错误的是_______。

a.当混合气体的密度不变时说明反应达到了平衡

b.混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到了平衡

c.平衡后移除二氧化碳时，正反应速率一直减小直至建立新的平衡

d.平衡后缩小容器的体积，正逆反应速率不变，平衡不移动

（5）保持温度不变的情况下，待反应达到平衡后再充入一定量的二氧化碳，平衡向______移动（选填“正向”、“逆向”、或“不”），二氧化碳的转化率_____（填“增大”，“减小”或“不变”）。

Answer

金刚石为原子晶体而足球烯为分子晶体，金刚石中共价键的键能高于足球烯中的分子间作用力，故金刚石的熔点远高于足球烯 O=C=O 3s23p1 1 1：3 0.075mol/(L·min) c、d 正向 不变

【解析】

（1）金刚石为原子晶体而足球烯为分子晶体，金刚石中共价键的键能高于足球烯中的范德华力；

（2）氧化镁的电子式为；CO2中碳和氧共用四对电子，所以结构式是O=C=O；第三周期元素中，离子电子层数越少，核电荷数越大，其离子半径越小，所以离子半径最小的是Al3+；

（3）CO2(g)+Fe(s) FeO(s)+CO(g)是气体体积不变的反应，5.0min后，容器内气体是总物质的量为1mol的CO和CO2混合气体，设CO的物质的量为xmol，CO2的物质的量为（1-x）mol，相对平均分子量为=32g/mol，以此解答；

（4）根据反应到达平衡的特征回答；

（5）待反应达到平衡后再充入一定量的二氧化碳，平衡向正向移动，但到达新平衡时的效果与原平衡等效，故二氧化碳的转化率不变。

（1）金刚石为原子晶体而足球烯为分子晶体，金刚石中共价键的键能高于足球烯中的范德华力，故熔点金刚石大于石墨烯；

（2）氧化镁的电子式为；CO2中碳和氧共用四对电子，所以结构式是O=C=O；第三周期元素中，离子电子层数越少，核电荷数越大，其离子半径越小，所以离子半径最小的是Al3+，Al原子核外最外层电子数是3且位于第三电子层上，所以Al原子价电子排布式为3s23p1；在含多个电子的原子中，能量最高的电子是离原子核最远的电子，Al原子中能量最高的电子有1个；

（3）CO2(g)+Fe(s) FeO(s)+CO(g)是气体体积不变的反应，5.0min后，容器内气体是总物质的量为1mol的CO和CO2混合气体，设CO的物质的量为xmol，CO2的物质的量为（1-x）mol，相对平均分子量为=32g/mol，解得x=0.75，则CO的物质的量为0.75mol，CO2的物质的量为0.25mol，n(CO2)：n(CO)之比为1：3；这段时间内用CO2表示的速率v（CO2）= = =0.075mol/(L·min)；

（4）a. CO2(g)+Fe(s) FeO(s)+CO(g)是气体体积不变的反应，当混合气体的密度不变时说明，混合气体的质量不变，说明应该达到平衡，正确；

b. CO2(g)+Fe(s) FeO(s)+CO(g)是气体总物质的量不变的反应，混合气体的平均相对分子质量不变时，混合气体的质量不变，说明应该达到平衡，正确；

c. 平衡后移除二氧化碳时，正反应速率先减小后增大，直至建立新的平衡，故错误；

d．平衡后缩小容器的体积，正逆反应速率增大，但平衡不移动，故错误；

错误的是c、d；

（5）待反应达到平衡后再充入一定量的二氧化碳，平衡向正向移动，但到达新平衡时的效果与原平衡等效，故二氧化碳的转化率不变；