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【题目】请应用化学反应原理的相关知识解决下列问题

(1)已知NaCl的溶解热为3.8kJ·mol1(吸热)

Na(s)-e====Na+(aq) H=-240 kJ/mol

Cl2(g)+e====Cl(aq) H=-167 kJ/mol

写出钠在氯气中燃烧的热化学方程式_______________________

(2)一定条件下,在2L恒容密闭容器中充入1.5 mol CO23molH2发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g) +H3O(g)

下图是反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线。已知在温度为500K的条件下,该反应l0min达到平衡;

①该反应是__________ (吸热放热”)反应。

②在0~10min时段反应速率v(H2)__________

③若改充入2 mol CO23molH2,图中的曲线会__________(上移下移”)。

(3)根据下表数据回答问题:

①根据表1能不能判断出H2CO3HClO酸性强弱? _________(不能”)。

0.10mol·LlNa2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为___________________________

H2SO3溶液和 NaHCO3溶液反应的离子方程式为________________________________

(4)已知:t℃时,Ksp(AgCl)=1.5×1010、Ksp (Ag2CrO4)=2.0×1012;AgCl为白色沉淀,Ag2CrO4为砖红色沉淀,t℃时,向ClCrO42浓度均为0.1mol/L的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液至过量且不断搅拌,实验现象为_____________________________________________

【答案】Na(s)+Cl2(g) = NaCl(s) H = -410.8 kJ/mol 放热 0.135 mol·L1·min1 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,后来变成砖红色

【解析】

(1)根据已知焓变的反应推导所求反应,再根据盖斯定律计算所求反应的焓变;
(2)①根据图象分析,随着温度升高,CO2平衡转化率降低,表明温度升高不利于反应正向进行;
②温度为500K时,CO2的平衡转化率为60%,根据反应方程式计算各组分的平衡浓度,据此计算氢气的化学反应速率
③改充入2 mol CO2 3 mol H2,相当于增加了CO2的比例,可使H2的转化率上升,自身转化率下降;

(3)①根据NaClONa2CO3pH值只能比较HClOHCO3-的酸性强弱;

0.1mol/L Na2SO3溶液中,SO32-水解使溶液显碱性,根据溶液中存在的化学平衡比较溶液中各离子的相对浓度大小;
③根据电离常数分析,H2SO3的酸性比H2CO3的酸性强,因此SO2通入NaHCO3溶液中生成CO2,据此写出反应的离子方程式

(4)根据溶度积公式,分别计算出向ClCrO42浓度均为0.1mol/L的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液生成AgClAg2CrO4所需要的银离子的浓度,浓度越小越先沉淀,进而再判断过量以后的实验现象。

(1)已知:①NaCl的溶解热为3.8 kJ/mol(吸热),NaCl(s)═Na+(aq)+Cl(aq) H1 = +3.8 kJ/mol,

Na(s)e=Na+(aq) H2 = 240 kJ/mol,

Cl2(g)+e═Cl(aq) H3 = 167 kJ/mol,

Na在氯气中燃烧的方程式为Na(s)+Cl2(g) = NaCl(s),该反应可由②+①得到,根据盖斯定律,该反应的焓变H=H2+H3H1 = 410.8 kJ/mol,

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

(2)①随着温度升高,CO2平衡转化率降低,表明温度升高不利于反应正向进行,所以反应为放热反应,

故答案为:放热;

②温度为500 K时,CO2的平衡转化率为60%,CO2转化的浓度分别为c(CO2) = = 0.45 mol/L,根据化学计量数之比等于速率之比,可知H2转化的浓度c(H2) = 3c(CO2) = 1.35 mol/L,所以其化学反应速率(H2) = = = 0.135 mol·L1·min1

故答案为:0.135 mol·L1·min1

③改充入2 mol CO2 3 mol H2,相当于增加了CO2的比例,可使H2的转化率上升,自身转化率下降;所以图中的曲线会下移,

故答案为:下移;

(3)①因H2CO3为二元弱酸,第一步电离得到的HCO3-,第二步电离生成CO32-,所以根据NaClONa2CO3pH值只能比较HClOHCO3-的酸性强弱,不能比较HClOH2CO3的酸性强弱,

故答案为:不能;

0.1 mol/L Na2SO3溶液中,SO32水解使溶液显碱性溶液中存在SO32+H2OHSO3+OH,HSO3+H2OH2SO3+OH,H2OH++OH综合考虑溶液中离子浓度大小顺序为:c(Na+) c(SO32-) c(OH-) c(HSO3-) c(H+),

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

③根据电离常数及强酸制弱酸的原理分析,H2SO3的酸性比H2CO3的酸性强因此SO2通入NaHCO3溶液中生成CO2所以SO2通入NaHCO3溶液中发生的主要反应的离子方程式为:H2SO3+ HCO3- = HSO3-+H2O+ CO2↑,

故答案为:H2SO3+ HCO3- = HSO3-+H2O+ CO2↑;

(5)开始形成AgCl时,需要的Ag+的浓度c(Ag+) = = = 1.5×109,同理可得开始形成Ag2CrO4时,需要的Ag+的浓度c(Ag+) = 4.5×106,显然先沉淀AgCl,再沉淀Ag2CrO4,向ClCrO42浓度均为0.1mol/L的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液至过量且不断搅拌,实验现象为:先生成白色沉淀,后来变成砖红色,

故答案为:先生成白色沉淀,后来变成砖红色。

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