Question

1．运用化学反应原理研究化学物质有重要意义．
（1）试判断用于汽车净化的一个反应2NO （g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g），在常温常压下能（填“能”或“否”或“无法确定”）自发进行．已知：在常温常压下该反应的△H=-113.0kJ•mol^-1，△S=-145.3J•mol^-1•K^-1．
（2）25℃，将a mol•L^-1的氨水与0.005mol•L^-1的硫酸等体积混合，反应平衡时溶液中c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-），用含a的代数式表示铵离子的水解平衡常数K_h=（a-0.01）×10^-5．
（3）已知室温时，K_sp[Mg（OH）₂]=4.0×10^-11．在0.1mol•L^-1的MgCl₂溶液中，逐滴加入NaOH溶液，当Mg²⁺完全沉淀时，溶液的pH是9.3．

Answer 1

分析 （1）依据△G=△H-T△S计算判断，若△G＜0，反应自发进行，若△G＞0，反应非自发进行；
（2）在25℃下，将amol/L的氨水与0.005mol/L的硫酸等体积混合，反应平衡时溶液呈中性，c（H⁺）=c（OH^-），平衡时溶液中c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-）=0.01mol/L，根据物料守恒得c（NH₃．H₂O）=（a-0.01）mol/L，根据电荷守恒得c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液呈中性，NH₃•H₂O的电离常数K_h=$\frac{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）c（{H}^{+}）}{c（N{{H}_{4}}^{+}）}$；
（3）已知c（MgCl₂）=0.1mol•L^-1，逐滴加入NaOH溶液，当Mg²⁺完全沉淀时，可根据K_sp[Mg（OH）₂]=c（Mg²⁺）×c²（OH^-）计算c（OH^-），然后根据K_w=1.0×10^-14计算．

解答 解：（1）已知：在298K、100kPa下该反应的△H=-113.0kJ•mol^-1，△S=-145.3J•mol^-1•K^-1，△G=△H-T△S=-113.0 kJ•mol^-1-298 K×（-145.3 J•mol^-1•K^-1）×10^-3≈-69.7 kJ•mol^-1＜0，反应自发进行，
故答案为：能；
（2）在25℃下，将amol/L的氨水与0.005mol/L的硫酸等体积混合，反应平衡时溶液呈中性，c（H⁺）=c（OH^-），平衡时溶液中c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-）=0.01mol/L，根据物料守恒得c（NH₃．H₂O）=（a-0.01）mol/L，根据电荷守恒得c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液呈中性，NH₃•H₂O的电离常数K_h=$\frac{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）c（{H}^{+}）}{c（N{{H}_{4}}^{+}）}$=$\frac{（a-0.01）×1{0}^{-7}}{0.01}$=（a-0.01）×10^-5，
故答案为：（a-0.01）×10^-5；
（3）已知c（MgCl₂）=0.1mol•L^-1，逐滴加入NaOH溶液，当Mg²⁺完全沉淀时，即K_sp[Mg（OH）₂]=c（Mg²⁺）×c²（OH^-），故c（OH^-）=$\sqrt{\frac{Ksp[Mg（OH）_{2}]}{c（M{g}^{2+}）}}$=$\sqrt{\frac{4×1{0}^{-11}}{0.1}}$=2×10^-5，K_w=1.0×10^-14，故c（H⁺）=$\frac{1.0×1{0}^{-14}}{2×1{0}^{-5}}$=$\frac{1}{2}$×10^-9，pH=9.3，
故答案为：9.3．

点评 本题考查了反应能否自发进行的熵判据，混合溶液pH值的计算，平衡常数的计算等知识点，本题题目难度中等，