Question

【題目】請應用化學反應原理的相關知識解決下列問題

(1)已知NaCl的溶解熱為3.8kJ·mol－1(吸熱)

Na(s)－e－====Na+(aq) △H=－240 kJ/mol

Cl2(g)+e－====Cl－(aq) △H=－167 kJ/mol

寫出鈉在氯氣中燃燒的熱化學方程式_______________________。

(2)一定條件下，在2L恒容密閉容器中充入1.5 mol CO2和3molH2發(fā)生反應：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g) +H3O(g)

下圖是反應體系中CO2的平衡轉化率與溫度的關系曲線。已知在溫度為500K的條件下，該反應l0min達到平衡；

①該反應是__________ (填“吸熱”或“放熱”)反應。

②在0~10min時段反應速率v(H2)為__________。

③若改充入2 mol CO2和3molH2，圖中的曲線會__________(填“上移”或“下移”)。

(3)根據(jù)下表數(shù)據(jù)回答問題：

①根據(jù)表1能不能判斷出H2CO3與HClO酸性強弱? _________(填“能”或“不能”)。

②0.10mol·L－lNa2SO3溶液中離子濃度由大到小的順序為___________________________。

③H2SO3溶液和 NaHCO3溶液反應的離子方程式為________________________________。

(4)已知：t℃時，Ksp(AgCl)=1.5×10－10、Ksp (Ag2CrO4)=2.0×10－12；AgCl為白色沉淀，Ag2CrO4為磚紅色沉淀，t℃時，向Cl－和CrO42－濃度均為0.1mol/L的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液至過量且不斷攪拌，實驗現(xiàn)象為_____________________________________________。

Answer 1

【答案】Na(s)+Cl2(g) = NaCl(s) △H = -410.8 kJ/mol 放熱 0.135 mol·L－1·min－1 下移 不能 c(Na+) c(SO32-) c(OH-) c(HSO3-) c(H+) H2SO3+ HCO3- = HSO3-+H2O+ CO2↑ 先生成白色沉淀，后來變成磚紅色

【解析】

（1）根據(jù)已知焓變的反應推導所求反應，再根據(jù)蓋斯定律計算所求反應的焓變；
（2）①根據(jù)圖象分析，隨著溫度升高，CO2平衡轉化率降低，表明溫度升高不利于反應正向進行；
②溫度為500K時，CO2的平衡轉化率為60%，根據(jù)反應方程式計算各組分的平衡濃度，據(jù)此計算氫氣的化學反應速率；
③改充入2 mol CO2 和3 mol H2，相當于增加了CO2的比例，可使H2的轉化率上升，自身轉化率下降；

（3）①根據(jù)NaClO和Na2CO3的pH值只能比較HClO和HCO3-的酸性強弱；

②0.1mol/L Na2SO3溶液中，SO32-水解使溶液顯堿性，根據(jù)溶液中存在的化學平衡比較溶液中各離子的相對濃度大��；
③根據(jù)電離常數(shù)分析，H2SO3的酸性比H2CO3的酸性強，因此SO2通入NaHCO3溶液中生成CO2，據(jù)此寫出反應的離子方程式；

（4）根據(jù)溶度積公式，分別計算出向Cl－和CrO42－濃度均為0.1mol/L的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液生成AgCl和Ag2CrO4所需要的銀離子的濃度，濃度越小越先沉淀，進而再判斷過量以后的實驗現(xiàn)象。

（1）已知：①NaCl的溶解熱為3.8 kJ/mol(吸熱)，NaCl(s)═Na+(aq)+Cl(aq) △H1 = +3.8 kJ/mol，

②Na(s)e=Na+(aq) △H2 = 240 kJ/mol，

③Cl2(g)+e═Cl(aq) △H3 = 167 kJ/mol，

Na在氯氣中燃燒的方程式為Na(s)+Cl2(g) = NaCl(s)，該反應可由②+③①得到，根據(jù)蓋斯定律,該反應的焓變△H=△H2+△H3△H1 = 410.8 kJ/mol，

故答案為：Na(s)+Cl2(g) = NaCl(s) △H = -410.8 kJ/mol；

（2）①隨著溫度升高，CO2平衡轉化率降低，表明溫度升高不利于反應正向進行，所以反應為放熱反應，

故答案為：放熱；

②溫度為500 K時，CO2的平衡轉化率為60%，CO2轉化的濃度分別為c(CO2) = = 0.45 mol/L，根據(jù)化學計量數(shù)之比等于速率之比，可知H2轉化的濃度c(H2) = 3c(CO2) = 1.35 mol/L，所以其化學反應速率(H2) = = = 0.135 mol·L－1·min－1

故答案為：0.135 mol·L－1·min－1；

③改充入2 mol CO2 和3 mol H2，相當于增加了CO2的比例，可使H2的轉化率上升，自身轉化率下降；所以圖中的曲線會下移，

故答案為：下移；

（3）①因H2CO3為二元弱酸，第一步電離得到的HCO3-，第二步電離生成CO32-，所以根據(jù)NaClO和Na2CO3的pH值只能比較HClO和HCO3-的酸性強弱，不能比較HClO和H2CO3的酸性強弱，

故答案為：不能；

②0.1 mol/L Na2SO3溶液中，SO32水解使溶液顯堿性，溶液中存在SO32+H2OHSO3+OH，HSO3+H2OH2SO3+OH，H2OH++OH，綜合考慮溶液中離子濃度大小順序為：c(Na+) c(SO32-) c(OH-) c(HSO3-) c(H+)，

故答案為：c(Na+) c(SO32-) c(OH-) c(HSO3-) c(H+)；

③根據(jù)電離常數(shù)及強酸制弱酸的原理分析，H2SO3的酸性比H2CO3的酸性強，因此SO2通入NaHCO3溶液中生成CO2，所以SO2通入NaHCO3溶液中發(fā)生的主要反應的離子方程式為：H2SO3+ HCO3- = HSO3-+H2O+ CO2↑，

故答案為：H2SO3+ HCO3- = HSO3-+H2O+ CO2↑；

（5）開始形成AgCl時，需要的Ag+的濃度c(Ag+) = = = 1.5×10－9,同理可得開始形成Ag2CrO4時，需要的Ag+的濃度c(Ag+) = 4.5×10－6,顯然先沉淀AgCl，再沉淀Ag2CrO4，向Cl－和CrO42－濃度均為0.1mol/L的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液至過量且不斷攪拌，實驗現(xiàn)象為：先生成白色沉淀，后來變成磚紅色，

故答案為：先生成白色沉淀，后來變成磚紅色。