Question

13．已知水溶液中CrO₄^2-（黄色）和 Cr₂O₇^2-（橙色）间存在如下平衡：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O△H＜0
（1）该反应平衡常数的表达式为K=$\frac{c（C{r}_{2}{O}_{7}^{2-}）}{{c}^{2}（Cr{O}_{4}^{2-}）•{c}^{2}（{H}^{+}）}$
（2）下列说法正确的是AB
A、V_正（CrO₄^2-）=2V_逆（Cr₂O₇^2-）说明该反应已达平衡状态
B、溶液颜色不变说明该反应已达平衡状态
C、溶液中c（CrO₄^2-）：c（Cr₂O₇^2-）=2：1时该反应已达平衡状态
D、升温该反应平衡常数变大
E、向平衡后的体系中加入一定量的水，平衡不移动
（3）根据2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O设计图示装置（两极均为惰性电极）电解Na₂CrO₄溶液制取Na₂Cr₂O₇图中右侧电极连接电源的正极，其电极反应式为：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O
（4）H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O（l）；△H=-a KJ/mol
3Cl₂（g）+2Cr³⁺（aq）+16OH^-（aq）=2CrO₄^2-（aq）+6Cl^-（aq）+8H₂O（l）；△H=-b KJ/mol
2CrO₄^2-（aq）+2H⁺（aq）?Cr₂O₇^2-（aq）+H₂O（l）；△H=-c  KJ/mol
已知酸性条件下Cr₂O₇^2-将Cl^-氧化为Cl₂，本身被还原为Cr³⁺，试写出该反应的热化学方程式：Cr₂O₇^2-（aq）+6Cl^-（aq）+14H⁺（aq）=3Cl₂（g）+2Cr³（aq）⁺+7H₂O（l）△H=（c+b-16a）KJ/mol．

Answer 1

分析 （1）平衡常数等于生成物浓度幂之积比上反应物浓度幂之积；
（2）根据判断平衡状态的方法：V_正=V_逆，或各组分的浓度保持不变则说明已达平衡，也可根据化学平衡状态的特征：逆、定、动、变、等来回答判断；
（3）根据2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O设计图示装置（均为惰性电极）电解Na₂CrO₄溶液制取Na₂Cr₂O₇，需要通过电解电解消耗OH^-提高溶液的酸性，说明在该电极是阳极，连接电源的正极，电极反应式为4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O；
（4）根据盖斯定律分析解答．

解答 解：（1）平衡常数等于生成物浓度幂之积比上反应物浓度幂之积，所以K=$\frac{c（C{r}_{2}{O}_{7}^{2-}）}{{c}^{2}（Cr{O}_{4}^{2-}）•{c}^{2}（{H}^{+}）}$，故答案为：K=$\frac{c（C{r}_{2}{O}_{7}^{2-}）}{{c}^{2}（Cr{O}_{4}^{2-}）•{c}^{2}（{H}^{+}）}$；  （2分）
（2）A、V_正（CrO₄^2-）=2V_逆（Cr₂O₇^2-），速率之比等于对应物质的量之比，说明该反应已达平衡状态，故A正确；
B、溶液颜色不变说明各物质的浓度不变，该反应已达平衡状态，故B正确；
C、溶液中c（CrO₄^2-）：c（Cr₂O₇^2-）=2：1，但不是浓度不变的状态，故C错误；
D、升温该反应平衡常数变大，与是否平衡无关，故D错误；
E、向平衡后的体系中加入一定量的水，平衡不移动，是平衡的移动，与平衡状态无关，故E错误；
故选AB；
（3）根据2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O设计图示装置（均为惰性电极）电解Na₂CrO₄溶液制取Na₂Cr₂O₇，需要通过电解消耗OH^-，提高溶液的酸性，说明在该电极是阳极，连接电源的正极，电极反应式为4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，故答案为：正；4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O；
（4）①H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O（l）；△H=-a KJ/mol；
②3Cl₂（g）+2Cr³⁺（aq）+16OH^-（aq）=2CrO₄^2-（aq）+6Cl^-（aq）+8H₂O（l）；△H=-b KJ/mol；
③2CrO₄^2-（aq）+2H⁺（aq）?Cr₂O₇^2-（aq）+H₂O（l）；△H=-c  KJ/mol；
根据盖斯定律：16①-②-③得：Cr₂O₇^2-（aq）+6Cl^-（aq）+14H⁺（aq）=3Cl₂（g）+2Cr³（aq）⁺+7H₂O（l）△H=（c+b-16a）KJ/mol，故答案为：Cr₂O₇^2-（aq）+6Cl^-（aq）+14H⁺（aq）=3Cl₂（g）+2Cr³（aq）⁺+7H₂O（l）△H=（c+b-16a）KJ/mol．

点评 本题考查原电池设计、盖斯定律知识点、化学平衡状态，会正确书写电极反应式，为高考高频点．