Question

（16分）氯气在298 K、100 kPa时，在1 L水中可溶解0.09 mol，实验测得溶于水的Cl₂约有三分之一与水反应。请回答下列问题：

（1）该反应的化学方程式为________________________________________________；

（2）估算该反应的平衡常数________________________________(列式计算)；

（3）在上述平衡体系中加入少量NaCl固体，平衡将向________移动；

（4）如果增大氯气的压强，氯气在水中的溶解度将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)，平衡将向________移动。

（5）已知：H₂CO₃ HCO₃^－ + H⁺ Ka₁(H₂CO₃) = 4.45×10^－7  

HCO₃^－ CO₃^2－ + H⁺  Ka₂(H₂CO₃) = 5.61×10^－11

HClO H⁺ + ClO^－    Ka(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：

将少量的氯气通入到过量的碳酸钠溶液中____________________________________；

（6）下图是金属镁和卤素反应的能量变化图（反应物和产物均为298K时的稳定状态）。则下列选项中正确的是                。

A．MgI₂中Mg²⁺与I^-间的作用力小于MgF₂中Mg²⁺与F^-间的作用力

B．Mg与X₂的反应是放热反应

C．化合物的热稳定性顺序为MgI₂＞MgBr₂＞MgCl₂＞MgF₂

D．MgF₂(s)＋Br₂(l)===MgBr₂(s)＋F₂(g)  ΔH＝＋600 kJ·mol^{－ 1}

依上图数据写出 MgBr₂(s)与 Cl₂(g)反应的热化学方程式                       。

Answer

（1）Cl2＋H2OHCl ＋HClO （2）0.015mol/L （3）逆反应方向

（4）增大 正反应方向 （5） Cl2＋2CO32－＋H2O＝Cl－＋ClO－＋2HCO3－

（6）A B D；Cl2(g)＋MgBr2(s)＝MgCl(s)＋Br2(l) △H＝－117.3KJ/mol

【解析】

试题分析：（1）氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，反应的离子方程式为：Cl2+H2OH++Cl-+HClO；

（2）在1L水中可溶解0.09mol氯气，近似氯气浓度为0.09mol/L，则

Cl2+H2OHCl+HClO

起始浓度：0.09 0 0

转化浓度：0.03 0.03 0.03

平衡浓度：0.06 0.03 0.03

则K＝（0.03×0.03）÷0.06＝0.015mol/L；

（3）在上述平衡体系中加入少量NaCl固体，增大溶液中的氯离子离子，平衡向逆反应方向进行；

（4）在上述平衡中加压，平衡向气体体积减小的反应方向进行，即平衡向正反应方向移动，氯气的溶解量会增加；

（5）根据电离平衡常数可知碳酸的酸性强于次氯酸，但次氯酸的酸性强于碳酸氢根离子的，则将少量的氯气通入到过量的碳酸钠溶液中生成氯化钠、次氯酸钠和碳酸氢钠，离子方程式为Cl2＋2CO32－＋H2O＝Cl－＋ClO－＋2HCO3－。

（6）A、相同类型的离子晶体中，离子键越大，则离子间作用力越强，物质含有的能量越低，所以MgI2中Mg2+与I-间的作用力小于MgF2中Mg2+与F-间的作用力，故正确；B、根据图象知，反应物的能量大于生成物能量，所以Mg与F2的反应是放热反应，故正确；C、能量越小的物质越稳定，所以化合物的热稳定性顺序为MgI2＜MgBr2＜MgCl2＜MgF2，故错误；D、⑤Mg（s）+F2（l）＝MgF2（s）△H-1124kJ/mol，Mg（s）+Br2（l）MgBr2（s）△H-524kJ/mol，将第二个方程式与第一方程式相减得MgF2（s）+Br2（L）MgBr2（s）+F2（g）；△H+600kJ•mol-1，故正确；答案为ABD。Mg（s）+Cl2（l）＝MgCl2（s）△H＝-641kJ/mol，Mg（s）+Br2（l）＝MgBr2（s）△H＝-524kJ/mol，将第一个方程式减去第二方程式得MgBr2（s）+Cl2（g）＝MgCl2（s）+Br2（l）△H＝-117KJ•mol-1。

考点：考查平衡常数计算与应用、外界条件对平衡状态的影响；物质结构与性质以及盖斯定律的应用等