Question

亞憐酸（H₃PO₃)是二元酸，與足量NaOH溶液反應生成Na₂HPO₃。

（1）PCl₃水解可制取亞磷酸：PCl₃+3H₂O=H₃PO₃+_______。

（2）H₃PO₃溶液中存在電離平衡：H₃PO₃H⁺+H₂PO₃^－。

①某溫度下，0.10mol•L^－1 的 H₃PO₃ 溶液 pH =1.6，即溶液中 c(H⁺) =2.5×10^－2 mol•L^－1。求該溫度下上述電離平衡的平衡常數(shù)K，寫出計算過程。（H₃PO₃的第二步電離忽略不計，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字。）

②根據(jù)H₃PO₃的性質(zhì)可推測Na₂HPO₃稀溶液的pH________7 (填“>”、“=”或“<”）。

（3）亞磷酸具有強還原性，可使碘水褪色。該反應的化學方程式為_______。

（4）電解Na₂HPO₃溶液也可得到亞鱗酸，裝置示意圖如下：

①陰極的電極反應式為____________________________。

②產(chǎn)品室中反應的離子方程式為_____________________。

 

Answer 1

【答案】

（15分）

（1）3HCl （2分）

（2）（5分）①解：       H₃PO₃       H⁺     +   H₂PO₃^－

起始濃度/mol•L^－1          0.10           0          0

變化濃度/mol•L^－1        2.5×10^－2       2.5×10^－2     2.5×10^－2

平衡濃度/mol•L^－1        7.5×10^－2       2.5×10^－2     2.5×10^－2    （2分）

K==≈8.3×10^－3

答：該溫度下上述電離平衡的平衡常數(shù)K約為8.3×10^－3。   （3分）

（說明：各組分起始濃度、變化濃度、平衡濃度均正確得2分，平衡常數(shù)表達式、代入數(shù)據(jù)、結(jié)果各1分，帶單位計算不扣分，其它合理寫法也給分）

②>  （2分）

（3）H₃PO₃+I₂+H₂O=H₃PO₄+2HI  （3分）

（4）①2H⁺+2e^－=H₂↑或2H₂O+2e^－=H₂↑+2OH^－（2分）

HPO₃^2－+2H⁺=H₃PO₃ （2分）或HPO₃^2－+H⁺= H₂PO₃^－、H₂PO₃^－+H⁺=H₃PO₃（各1分）

【解析】

試題分析：（1）①由于c=n/V，各組分變化濃度之比等于系數(shù)之比，由此推斷該反應體系中各組分的（起始、變化、平衡）濃度，則：

N₂(g) +  O₂(g) 2NO(g)

起始濃度（mol/L）    1.3      1.5        0

變化濃度（mol/L）    0.5      0.5        1

平衡濃度（mol/L）    0.8      1.0        1

根據(jù)平均反應速率的定義式，v(NO)===0.2mol/(L•min)

根據(jù)化學平衡常數(shù)的定義式，K==mol²/L²≈1.25

②混合氣體的密度等于混合氣體總質(zhì)量除以容器體積，由于該反應各組分都是氣體，所以混合氣體總質(zhì)量始終保持不變，容器體積始終為5L，因此混合氣體密度始終保持不變，且密度不變不能說明達到平衡，故a錯誤；由于N₂(g)+ O₂(g)2NO(g)的正反應是氣體物質(zhì)的量保持不變的反應，則混合氣體總的物質(zhì)的量始終不變，且容器內(nèi)混合氣體的壓強始終不變不能說明達到平衡，故b錯誤；從反應開始達到平衡，反應物濃度逐漸減小，所以正反應速率逐漸減小，故c正確；單位時間內(nèi)，N₂和NO的消耗量之比就是正反應速率和逆反應速率之比，反應開始時，正反應速率最大、逆反應速率最小，此時N₂和NO的消耗量之比最大，反應達到平衡時，正反應速率=逆反應速率，此時N₂和NO的消耗量之比最�。�為1/2），故d正確；

（2）根據(jù)蓋斯定律，已知的前一個熱化學方程式減去后一個熱化學方程式，可以得到：2H₂(g) + 2NO(g)=N₂(g) + 2H₂O(l)   △H = －752.1 kJ·mol^－1；（3）讀圖，兩條曲線先后達到平衡，說明T₂>T₁，即升高溫度，平衡時c(NO)增大，由于升溫平衡向吸熱方向移動，c(NO)增大說明平衡向逆反應方向移動，則逆反應是吸熱反應，所以正反應是放熱反應，△H<0；畫圖要點：S₁變?yōu)镾₂，即減小催化劑表面積，反應速率減小，單位時間內(nèi)NO的變化濃度減小，則T₁、S₂的曲線位于T₁、S₁曲線的右邊；催化劑不能使平衡移動，所以NO的平衡濃度與T₁、S₁曲線相同，只是達到平衡的時間比T₁、S₁曲線增大。

考點：考查化學反應原理，涉及求平均反應速率、化學平衡常數(shù)、化學平衡的建立、蓋斯定律、熱化學方程式、放熱反應、吸熱反應、畫催化劑對反應速率和平衡移動的影響曲線。