Question

18．（1）已知如下热化学方程式：
①MnCO₃（s）?MnO（s）+CO₂（g）△H₁　　
②2MnO（s）+O₂（g）?2MnO₂（s）△H₂　　
③2MnCO₃（s）+O₂（g）?2MnO₂（s）+2CO₂（g）△H₃　　
△H₃=2△H₁+△H₂（用△H₁、△H₂表示）
（2）反应②在低温条件下能自发进行，则△H₂＜0（填“＞”“＜”或“=”）．
（3）在密闭容器中投入足量的MnCO₃，一定条件下发生反应：
MnCO₃（s）?MnO（s）+CO₂（g）△H＞0．
在一定温度下，达到平衡状态时ρ（CO₂）=2aMPa．

①温度、压强对MnCO₃分解率的影响如图所示：比较：T₁＜T₂（填“＞”“＜”或“=”）．
②保持温度不变，将容器体积扩大至原来的2倍，则ρ（CO₂）的变化范围是aMPa＜ρ（CO₂）≤2aMPa．
③保持温度不变，将容器体积压缩至原来的一半，达到新平衡时下列物理量-定不变的是AB（填代号）．
A．平衡常数K　　　　　B．c（CO₂）C．n（CO₂）　　　D．m（MnCO₃）
（4）一定温度下，在容积为2L的恒容密闭容器中加人足量的MnCO₃（s）和5molO₂，发生反应：2MnCO（s）+O₂（g）?2MnO₂（s）+2CO₂（g），CO₂以平均速率0.1mol•L^-1•min^-1经过10min达到平衡状态．该条件下该反应的平衡常数K的数值为0.5mol．L^-1．
（5）试写出难溶物MnOOH在碱性条件下和次氯酸钾溶液反应生成高锰酸钾的离子方程式MnOOH+2ClO^-+OH^-=MnO₄^-+2Cl^-+H₂O．

Answer 1

分析 （1）已知：①MnCO₃（s）?MnO（s）+CO₂（g）△H₁；
②2MnO（s）+O₂（g）?2MnO₂（s）△H₂，
根据盖斯定律，①×2+②可得：2MnCO₃（s）+O₂（g）?2MnO₂（s）+2CO₂（g），反应热也进行相应的计算；
（2）当△G=△H-T△S＜0时，反应自发进行；
（3）①图象分析可知，反应前后气体体积增大，增大压强平衡逆向进行，碳酸锰分解率减小，反应为吸热反应，升温平衡正向进行；
②保持温度不变，将容器体积扩大至原来的2倍，压强减小，平衡正向进行；
③保持温度不变，将容器体积压缩至原来的一半，浓度增大，压强增大平衡逆向进行；
（4）结合化学平衡三行计算列式计算平衡状态下气体浓度，平衡常数K=$\frac{生成物平衡浓度幂次方乘积}{反应物平衡浓度幂次方乘积}$×100%．
（5）MnOOH在碱性条件下和次氯酸钾溶液反应，锰元素被氧化生成高锰酸根离子，次氯酸根离子被还原为氯离子，依据氧化还原反应得失电子守恒书写方程式．

解答 解：（1）已知：①MnCO₃（s）?MnO（s）+CO₂（g）△H₁；
②MnO（s）+O₂（g）?2MnO₂（s）△H₂，
根据盖斯定律，①×2+②可得：2MnCO₃（s）+O₂（g）?2MnO₂（s）+2CO₂（g），则△H₃=2△H₁+△H₂；
故答案为：2△H₁+△H₂；
（2）反应②为熵减小的反应，在低温下能自发进行，当△G=△H-T△S＜0时，反应自发进行，只有△H＜0，
故答案为：＜；
（3）①图象分析可知，反应前后气体体积增大，增大压强平衡逆向进行，碳酸锰分解率减小，反应为吸热反应，升温平衡正向进行碳酸锰分解率增大，所以T₁＜T₂，
故答案为：＜；   
②在一定温度下，达到平衡状态时ρ（CO₂）=2a MPa．保持温度不变，将容器体积扩大至原来的2倍，浓度减小为原来的一半，压强减小为原来的一半，压强减小平衡正向进行，ρ（CO₂）的变化范围是a MPa＜ρ（CO₂）≤2a MPa，
故答案为：a MPa＜ρ（CO₂）≤2a MPa；
③保持温度不变，将容器体积压缩至原来的一半，MnCO₃（s）?MnO（s）+CO₂（g）△H＞0．
A．平衡常数只随温度变化，不随压强变化，故A正确；
 B．温度不变平衡常数不变，则c（CO₂）不变，故B正确；
C．增大压强平衡逆向进行，二氧化碳物质的量n（CO₂）减小，故C错误；
 D．增大压强平衡逆向进行，m（MnCO₃）质量增大，故D错误；
故答案为：AB；
（4）-定温度下，在容积为2L的恒容密闭容器中加人足量的MnCO₃（s）和5molO₂，发生反应：2MnCO₃（s）+O₂（g）?2MnO₂（s）+2CO₂（g），CO₂以平均速率0.1mol•L^-1•min^-1经过10min达到平衡状态．生成二氧化碳浓度=0.1mol•L^-1•min^-1×10min=1mol/L，
       2MnCO₃（s）+O₂（g）?2MnO₂（s）+2CO₂（g），
起始量（mol/L）     2.5                                  0
变化量（mol/L）     0.5                                 1
平衡量（mol/L）    2.0                                  1
该条件下该反应的平衡常数K=$\frac{1{\;}^{2}}{2.0}$=0.5mol．L^-1 ，
故答案为：0.5mol．L^-1．
（5）MnOOH在碱性条件下和次氯酸钾溶液反应，锰元素被氧化生成高锰酸根离子，次氯酸根离子被还原为氯离子，依据氧化还原反应得失电子守恒\原子个数守恒反应的离子方程式为：MnOOH+2ClO^-+OH^-=MnO₄^-+2Cl^-+H₂O；
故答案为：MnOOH+2ClO^-+OH^-=MnO₄^-+2Cl^-+H₂O．

点评 本题考查了热化学方程式书写、平衡常数计算、影响化学反应速率和化学平衡的因素、图象的理解应用等，掌握基础是解题关键，题目难度中等．