Question

（16分）氯氣在298 K、100 kPa時，在1 L水中可溶解0.09 mol，實(shí)驗(yàn)測得溶于水的Cl2約有三分之一與水反應(yīng)。請回答下列問題：

（1）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________；

（2）估算該反應(yīng)的平衡常數(shù)________________________________(列式計(jì)算)；

（3）在上述平衡體系中加入少量NaCl固體，平衡將向________移動；

（4）如果增大氯氣的壓強(qiáng)，氯氣在水中的溶解度將_______(填“增大”、“減小”或“不變”)，平衡將向________移動。

（5）已知：H2CO3 HCO3－ + H+ Ka1(H2CO3) = 4.45×10－7

HCO3－ CO32－ + H+ Ka2(H2CO3) = 5.61×10－11

HClO H+ + ClO－ Ka(HClO) = 2.95×10－8

請依據(jù)以上碳酸和次氯酸的電離平衡常數(shù)，寫出在下列條件下所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：

將少量的氯氣通入到過量的碳酸鈉溶液中____________________________________；

（6）下圖是金屬鎂和鹵素反應(yīng)的能量變化圖（反應(yīng)物和產(chǎn)物均為298K時的穩(wěn)定狀態(tài)）。則下列選項(xiàng)中正確的是 。

A．MgI2中Mg2+與I-間的作用力小于MgF2中Mg2+與F-間的作用力

B．Mg與X2的反應(yīng)是放熱反應(yīng)

C．化合物的熱穩(wěn)定性順序?yàn)镸gI2＞MgBr2＞MgCl2＞MgF2

D．MgF2(s)＋Br2(l)===MgBr2(s)＋F2(g) ΔH＝＋600 kJ·mol－ 1

依上圖數(shù)據(jù)寫出 MgBr2(s)與 Cl2(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 。

 

Answer 1

（1）Cl2＋H2OHCl ＋HClO （2）0.015mol/L （3）逆反應(yīng)方向

（4）增大 正反應(yīng)方向 （5） Cl2＋2CO32－＋H2O＝Cl－＋ClO－＋2HCO3－

（6）A B D；Cl2(g)＋MgBr2(s)＝MgCl(s)＋Br2(l) △H＝－117.3KJ/mol

【解析】

試題分析：（1）氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，反應(yīng)的離子方程式為：Cl2+H2OH++Cl-+HClO；

（2）在1L水中可溶解0.09mol氯氣，近似氯氣濃度為0.09mol/L，則

Cl2+H2OHCl+HClO

起始濃度：0.09 0 0

轉(zhuǎn)化濃度：0.03 0.03 0.03

平衡濃度：0.06 0.03 0.03

則K＝（0.03×0.03）÷0.06＝0.015mol/L；

（3）在上述平衡體系中加入少量NaCl固體，增大溶液中的氯離子離子，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行；

（4）在上述平衡中加壓，平衡向氣體體積減小的反應(yīng)方向進(jìn)行，即平衡向正反應(yīng)方向移動，氯氣的溶解量會增加；

（5）根據(jù)電離平衡常數(shù)可知碳酸的酸性強(qiáng)于次氯酸，但次氯酸的酸性強(qiáng)于碳酸氫根離子的，則將少量的氯氣通入到過量的碳酸鈉溶液中生成氯化鈉、次氯酸鈉和碳酸氫鈉，離子方程式為Cl2＋2CO32－＋H2O＝Cl－＋ClO－＋2HCO3－。

（6）A、相同類型的離子晶體中，離子鍵越大，則離子間作用力越強(qiáng)，物質(zhì)含有的能量越低，所以MgI2中Mg2+與I-間的作用力小于MgF2中Mg2+與F-間的作用力，故正確；B、根據(jù)圖象知，反應(yīng)物的能量大于生成物能量，所以Mg與F2的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故正確；C、能量越小的物質(zhì)越穩(wěn)定，所以化合物的熱穩(wěn)定性順序?yàn)镸gI2＜MgBr2＜MgCl2＜MgF2，故錯誤；D、⑤Mg（s）+F2（l）＝MgF2（s）△H-1124kJ/mol，Mg（s）+Br2（l）MgBr2（s）△H-524kJ/mol，將第二個方程式與第一方程式相減得MgF2（s）+Br2（L）MgBr2（s）+F2（g）；△H+600kJ?mol-1，故正確；答案為ABD。Mg（s）+Cl2（l）＝MgCl2（s）△H＝-641kJ/mol，Mg（s）+Br2（l）＝MgBr2（s）△H＝-524kJ/mol，將第一個方程式減去第二方程式得MgBr2（s）+Cl2（g）＝MgCl2（s）+Br2（l）△H＝-117KJ?mol-1。

考點(diǎn)：考查平衡常數(shù)計(jì)算與應(yīng)用、外界條件對平衡狀態(tài)的影響；物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)以及蓋斯定律的應(yīng)用等