Question

9．（1）同一物质存在气态的熵值最大，液态的熵值次之，固态的熵值最小．若同温同压下，一个反应生成物气体的体积等于反应物气体的体积就可粗略认为该反应的熵变为0．某化学兴趣小组，专门研究了氧族元素及其某些化学物的部分性质．所查资料如下：
a．碲（Te）为固体，H₂Te为气体，Te和H₂不能直接化合成H₂Te
b．等物质的量氧气、硫、硒、碲与H₂反应的焓变情况如图所示：
请回答下列问题：
H₂与硫化合的反应放出热量（填“放出”或“吸收”）．根据题目所给信息，请解释为什么Te和H₂不能直接化合由图可知Te和H₂反应的是吸热反应，即△H＞0，熵变约为0，所以该反应不自发．
（2）在复杂的反应中，要考虑反应的先后顺序．已知NH₄⁺+AlO₂^-+H₂O═Al（OH）₃↓+NH₃•H₂O，向含有等物质的量的NH₄⁺、Al³⁺、H⁺混合溶液中，慢慢滴加NaOH溶液，直至过量，并不断搅拌，依次发生了数个离子反应；其中：
第二个离子反应的离子方程式是Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓．
最后一个离子反应的离子方程式是Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O．
（3）已知K_sp（AgCl）=1.56×10^-10，K_sp（AgBr）=7.7×10^-13，K_sp（Ag₂CrO₄）=9.0×10^-12．某溶液中含有Cl^-、Br^-和CrO₄^2-，浓度均为0.010mol•L^-1，向该溶液中逐渐加入0.010mol•L^-1的AgNO₃溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br^-、Cl^-、CrO₄^2-．
（4）平衡常数表明了封闭体系的可逆反应在给定的温度下进行的程度，对于同一个类型的反应，平衡常数越大，表明反应进行的程度越大．
H₂CO₃?HCO₃^-+H⁺　　　　　　　　　　　　   K_a1（H₂CO₃）=$\frac{c（HC{{O}_{3}}^{-}）•c（{H}^{+}）}{c（{H}_{2}C{O}_{3}）}$=4.45×10^-7
HCO₃^-?CO₃^2-+H⁺　　　　　　　　　　　　　　K_a2（H₂CO₃）=$\frac{c（C{{O}_{3}}^{2-}）•c（{H}^{+}）}{c（HC{{O}_{3}}^{-}）}$=5.61×10^-11
HClO?H⁺+ClO^-　　　　　　　　　　　　　　 K_a（HClO）=2.95×10^-8
请依据以上碳酸和次氯酸的电离平衡常数，写出在下列条件下所发生反应的离子方程式：
①将少量的氯气通入到过量的碳酸钠溶液中Cl₂+2CO₃^2-+H₂O═2HCO₃^-+Cl^-+ClO^-
②氯气和碳酸钠按照1：1的比例恰好反应Cl₂+CO₃^2-+H₂O═HCO₃^-+Cl^-+HClO．

Answer 1

分析 （1）从图象获取反应热的信息；
（2）氢氧根离子先与氢离子反应，再与铝离子反应，然后与铵根离子反应，最后与Al（OH）₃反应；
（3）析出沉淀时，AgCl溶液中c（Ag⁺）=$\frac{Ksp（AgCl）}{c（C{l}^{-}）}$，AgBr溶液中c（Ag⁺）=$\frac{Ksp（AgBr）}{c（B{r}^{-}）}$，Ag₂CrO₄溶液中c（Ag⁺）=$\sqrt{\frac{Ksp（A{g}_{2}Cr{O}_{4}）}{c（Cr{{O}_{4}}^{2-}）}}$，c（Ag⁺）越小，先生成沉淀；
（4）依据电离平衡常数判断出的酸性H₂CO₃ ＞HClO＞HCO₃^-；依据酸性强弱分析反应产物．

解答 解：（1）从图象可知，S与H₂的△H＜0，Te和H₂反应的△H＞0，且反应的熵变约为0，不能自发进行，
故答案为：放出；由图可知Te和H₂反应的是吸热反应，即△H＞0，熵变约为0，所以该反应不自发；
（2）氢氧根离子先与氢离子反应①H⁺+OH^-═H₂O，再与铝离子反应②Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，再与铵根离子反应③NH₄⁺+OH^-═NH₃•H₂O，最后与Al（OH）₃反应④Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓，Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（3）AgCl溶液中c（Ag⁺）=$\frac{Ksp（AgCl）}{c（C{l}^{-}）}$=$\frac{1.56×1{0}^{-10}}{0.01}$mol/L=1.56×10^-8mol/L，AgBr溶液中c（Ag⁺）=$\frac{Ksp（AgBr）}{c（B{r}^{-}）}$=$\frac{7.7×1{0}^{-13}}{0.01}$mol/L=7.7×10^-11mol/L，Ag₂CrO₄溶液中c（Ag⁺）=$\sqrt{\frac{Ksp（A{g}_{2}Cr{O}_{4}）}{c（Cr{{O}_{4}}^{2-}）}}$=$\sqrt{\frac{9.0×1{0}^{-12}}{0.01}}$mol/L=3×10^-5，c（Ag⁺）越小，则越先生成沉淀，所以种阴离子产生沉淀的先后顺序为Br^-、Cl^-、CrO₄^2-；
故答案为：Br^-、Cl^-、CrO₄^2-．
（4）①将少量的氯气通入到过量的碳酸钠溶液中，氯气和水反应生成的盐酸反应生成碳酸氢钠，次氯酸酸性强于碳酸氢根离子，反应生成碳酸氢钠，反应的离子方程式为：Cl₂+2CO₃^2-+H₂O═2HCO₃^-+Cl^-+ClO^-，
故答案为：Cl₂+2CO₃^2-+H₂O═2HCO₃^-+Cl^-+ClO^-；
②氯气和碳酸钠按照1：1的比例恰好反应，生成的盐酸恰好和碳酸钠反应生成碳酸氢钠，次氯酸不参与反应，反应的离子方程式为：Cl₂+CO₃^2-+H₂O═HCO₃^-+Cl^-+HClO，
故答案为：Cl₂+CO₃^2-+H₂O═HCO₃^-+Cl^-+HClO．

点评 本题考查反应的自发性、离子方程式的书写、难溶电解质的溶解平衡问题等知识点．注意碘和氢气的反应特点及等效平衡的应用，题目难度中等．