Question

亚憐酸（H₃PO₃)是二元酸，与足量NaOH溶液反应生成Na₂HPO₃。

（1）PCl₃水解可制取亚磷酸：PCl₃+3H₂O=H₃PO₃+_______。

（2）H₃PO₃溶液中存在电离平衡：H₃PO₃H⁺+H₂PO₃^－。

①某温度下，0.10mol•L^－1 的 H₃PO₃ 溶液 pH =1.6，即溶液中 c(H⁺) =2.5×10^－2 mol•L^－1。求该温度下上述电离平衡的平衡常数K，写出计算过程。（H₃PO₃的第二步电离忽略不计，结果保留两位有效数字。）

②根据H₃PO₃的性质可推测Na₂HPO₃稀溶液的pH________7 (填“>”、“=”或“<”）。

（3）亚磷酸具有强还原性，可使碘水褪色。该反应的化学方程式为_______。

（4）电解Na₂HPO₃溶液也可得到亚鱗酸，装置示意图如下：

①阴极的电极反应式为____________________________。

②产品室中反应的离子方程式为_____________________。

 

Answer 1

【答案】

（15分）

（1）3HCl （2分）

（2）（5分）①解：       H₃PO₃       H⁺     +   H₂PO₃^－

起始浓度/mol•L^－1          0.10           0          0

变化浓度/mol•L^－1        2.5×10^－2       2.5×10^－2     2.5×10^－2

平衡浓度/mol•L^－1        7.5×10^－2       2.5×10^－2     2.5×10^－2    （2分）

K==≈8.3×10^－3

答：该温度下上述电离平衡的平衡常数K约为8.3×10^－3。   （3分）

（说明：各组分起始浓度、变化浓度、平衡浓度均正确得2分，平衡常数表达式、代入数据、结果各1分，带单位计算不扣分，其它合理写法也给分）

②>  （2分）

（3）H₃PO₃+I₂+H₂O=H₃PO₄+2HI  （3分）

（4）①2H⁺+2e^－=H₂↑或2H₂O+2e^－=H₂↑+2OH^－（2分）

HPO₃^2－+2H⁺=H₃PO₃ （2分）或HPO₃^2－+H⁺= H₂PO₃^－、H₂PO₃^－+H⁺=H₃PO₃（各1分）

【解析】

试题分析：（1）①由于c=n/V，各组分变化浓度之比等于系数之比，由此推断该反应体系中各组分的（起始、变化、平衡）浓度，则：

N₂(g) +  O₂(g) 2NO(g)

起始浓度（mol/L）    1.3      1.5        0

变化浓度（mol/L）    0.5      0.5        1

平衡浓度（mol/L）    0.8      1.0        1

根据平均反应速率的定义式，v(NO)===0.2mol/(L•min)

根据化学平衡常数的定义式，K==mol²/L²≈1.25

②混合气体的密度等于混合气体总质量除以容器体积，由于该反应各组分都是气体，所以混合气体总质量始终保持不变，容器体积始终为5L，因此混合气体密度始终保持不变，且密度不变不能说明达到平衡，故a错误；由于N₂(g)+ O₂(g)2NO(g)的正反应是气体物质的量保持不变的反应，则混合气体总的物质的量始终不变，且容器内混合气体的压强始终不变不能说明达到平衡，故b错误；从反应开始达到平衡，反应物浓度逐渐减小，所以正反应速率逐渐减小，故c正确；单位时间内，N₂和NO的消耗量之比就是正反应速率和逆反应速率之比，反应开始时，正反应速率最大、逆反应速率最小，此时N₂和NO的消耗量之比最大，反应达到平衡时，正反应速率=逆反应速率，此时N₂和NO的消耗量之比最小（为1/2），故d正确；

（2）根据盖斯定律，已知的前一个热化学方程式减去后一个热化学方程式，可以得到：2H₂(g) + 2NO(g)=N₂(g) + 2H₂O(l)   △H = －752.1 kJ·mol^－1；（3）读图，两条曲线先后达到平衡，说明T₂>T₁，即升高温度，平衡时c(NO)增大，由于升温平衡向吸热方向移动，c(NO)增大说明平衡向逆反应方向移动，则逆反应是吸热反应，所以正反应是放热反应，△H<0；画图要点：S₁变为S₂，即减小催化剂表面积，反应速率减小，单位时间内NO的变化浓度减小，则T₁、S₂的曲线位于T₁、S₁曲线的右边；催化剂不能使平衡移动，所以NO的平衡浓度与T₁、S₁曲线相同，只是达到平衡的时间比T₁、S₁曲线增大。

考点：考查化学反应原理，涉及求平均反应速率、化学平衡常数、化学平衡的建立、盖斯定律、热化学方程式、放热反应、吸热反应、画催化剂对反应速率和平衡移动的影响曲线。