Question

9．（1）同一物質存在氣態的熵值最大，液態的熵值次之，固態的熵值最小．若同溫同壓下，一個反應生成物氣體的體積等于反應物氣體的體積就可粗略認為該反應的熵變為0．某化學興趣小組，專門研究了氧族元素及其某些化學物的部分性質．所查資料如下：
a．碲（Te）為固體，H₂Te為氣體，Te和H₂不能直接化合成H₂Te
b．等物質的量氧氣、硫、硒、碲與H₂反應的焓變情況如圖所示：
請回答下列問題：
H₂與硫化合的反應放出熱量（填“放出”或“吸收”）．根據題目所給信息，請解釋為什么Te和H₂不能直接化合由圖可知Te和H₂反應的是吸熱反應，即△H＞0，熵變約為0，所以該反應不自發．
（2）在復雜的反應中，要考慮反應的先后順序．已知NH₄⁺+AlO₂^-+H₂O═Al（OH）₃↓+NH₃•H₂O，向含有等物質的量的NH₄⁺、Al³⁺、H⁺混合溶液中，慢慢滴加NaOH溶液，直至過量，并不斷攪拌，依次發生了數個離子反應；其中：
第二個離子反應的離子方程式是Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓．
最后一個離子反應的離子方程式是Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O．
（3）已知K_sp（AgCl）=1.56×10^-10，K_sp（AgBr）=7.7×10^-13，K_sp（Ag₂CrO₄）=9.0×10^-12．某溶液中含有Cl^-、Br^-和CrO₄^2-，濃度均為0.010mol•L^-1，向該溶液中逐漸加入0.010mol•L^-1的AgNO₃溶液時，三種陰離子產生沉淀的先后順序為Br^-、Cl^-、CrO₄^2-．
（4）平衡常數表明了封閉體系的可逆反應在給定的溫度下進行的程度，對于同一個類型的反應，平衡常數越大，表明反應進行的程度越大．
H₂CO₃?HCO₃^-+H⁺　　　　　　　　　　　　   K_a1（H₂CO₃）=$\frac{c（HC{{O}_{3}}^{-}）•c（{H}^{+}）}{c（{H}_{2}C{O}_{3}）}$=4.45×10^-7
HCO₃^-?CO₃^2-+H⁺　　　　　　　　　　　　　　K_a2（H₂CO₃）=$\frac{c（C{{O}_{3}}^{2-}）•c（{H}^{+}）}{c（HC{{O}_{3}}^{-}）}$=5.61×10^-11
HClO?H⁺+ClO^-　　　　　　　　　　　　　　 K_a（HClO）=2.95×10^-8
請依據以上碳酸和次氯酸的電離平衡常數，寫出在下列條件下所發生反應的離子方程式：
①將少量的氯氣通入到過量的碳酸鈉溶液中Cl₂+2CO₃^2-+H₂O═2HCO₃^-+Cl^-+ClO^-
②氯氣和碳酸鈉按照1：1的比例恰好反應Cl₂+CO₃^2-+H₂O═HCO₃^-+Cl^-+HClO．

Answer 1

分析 （1）從圖象獲取反應熱的信息；
（2）氫氧根離子先與氫離子反應，再與鋁離子反應，然后與銨根離子反應，最后與Al（OH）₃反應；
（3）析出沉淀時，AgCl溶液中c（Ag⁺）=$\frac{Ksp（AgCl）}{c（C{l}^{-}）}$，AgBr溶液中c（Ag⁺）=$\frac{Ksp（AgBr）}{c（B{r}^{-}）}$，Ag₂CrO₄溶液中c（Ag⁺）=$\sqrt{\frac{Ksp（A{g}_{2}Cr{O}_{4}）}{c（Cr{{O}_{4}}^{2-}）}}$，c（Ag⁺）越小，先生成沉淀；
（4）依據電離平衡常數判斷出的酸性H₂CO₃ ＞HClO＞HCO₃^-；依據酸性強弱分析反應產物．

解答 解：（1）從圖象可知，S與H₂的△H＜0，Te和H₂反應的△H＞0，且反應的熵變約為0，不能自發進行，
故答案為：放出；由圖可知Te和H₂反應的是吸熱反應，即△H＞0，熵變約為0，所以該反應不自發；
（2）氫氧根離子先與氫離子反應①H⁺+OH^-═H₂O，再與鋁離子反應②Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，再與銨根離子反應③NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O，最后與Al（OH）₃反應④Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（3）AgCl溶液中c（Ag⁺）=$\frac{Ksp（AgCl）}{c（C{l}^{-}）}$=$\frac{1.56×1{0}^{-10}}{0.01}$mol/L=1.56×10^-8mol/L，AgBr溶液中c（Ag⁺）=$\frac{Ksp（AgBr）}{c（B{r}^{-}）}$=$\frac{7.7×1{0}^{-13}}{0.01}$mol/L=7.7×10^-11mol/L，Ag₂CrO₄溶液中c（Ag⁺）=$\sqrt{\frac{Ksp（A{g}_{2}Cr{O}_{4}）}{c（Cr{{O}_{4}}^{2-}）}}$=$\sqrt{\frac{9.0×1{0}^{-12}}{0.01}}$mol/L=3×10^-5，c（Ag⁺）越小，則越先生成沉淀，所以種陰離子產生沉淀的先后順序為Br^-、Cl^-、CrO₄^2-；
故答案為：Br^-、Cl^-、CrO₄^2-．
（4）①將少量的氯氣通入到過量的碳酸鈉溶液中，氯氣和水反應生成的鹽酸反應生成碳酸氫鈉，次氯酸酸性強于碳酸氫根離子，反應生成碳酸氫鈉，反應的離子方程式為：Cl₂+2CO₃^2-+H₂O═2HCO₃^-+Cl^-+ClO^-，
故答案為：Cl₂+2CO₃^2-+H₂O═2HCO₃^-+Cl^-+ClO^-；
②氯氣和碳酸鈉按照1：1的比例恰好反應，生成的鹽酸恰好和碳酸鈉反應生成碳酸氫鈉，次氯酸不參與反應，反應的離子方程式為：Cl₂+CO₃^2-+H₂O═HCO₃^-+Cl^-+HClO，
故答案為：Cl₂+CO₃^2-+H₂O═HCO₃^-+Cl^-+HClO．

點評 本題考查反應的自發性、離子方程式的書寫、難溶電解質的溶解平衡問題等知識點．注意碘和氫氣的反應特點及等效平衡的應用，題目難度中等．