Question

18．（1）已知如下熱化學(xué)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）反應(yīng)②在低溫條件下能自發(fā)進行，則△H₂＜0（填“＞”“＜”或“=”）．
（3）在密閉容器中投入足量的MnCO₃，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：
MnCO₃（s）?MnO（s）+CO₂（g）△H＞0．
在一定溫度下，達到平衡狀態(tài)時ρ（CO₂）=2aMPa．

①溫度、壓強對MnCO₃分解率的影響如圖所示：比較：T₁＜T₂（填“＞”“＜”或“=”）．
②保持溫度不變，將容器體積擴大至原來的2倍，則ρ（CO₂）的變化范圍是aMPa＜ρ（CO₂）≤2aMPa．
③保持溫度不變，將容器體積壓縮至原來的一半，達到新平衡時下列物理量-定不變的是AB（填代號）．
A．平衡常數(shù)K　　　　　B．c（CO₂）C．n（CO₂）　　　D．m（MnCO₃）
（4）一定溫度下，在容積為2L的恒容密閉容器中加人足量的MnCO₃（s）和5molO₂，發(fā)生反應(yīng)：2MnCO（s）+O₂（g）?2MnO₂（s）+2CO₂（g），CO₂以平均速率0.1mol•L^-1•min^-1經(jīng)過10min達到平衡狀態(tài)．該條件下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的數(shù)值為0.5mol．L^-1．
（5）試寫出難溶物MnOOH在堿性條件下和次氯酸鉀溶液反應(yīng)生成高錳酸鉀的離子方程式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，
根據(jù)蓋斯定律，①×2+②可得：2MnCO₃（s）+O₂（g）?2MnO₂（s）+2CO₂（g），反應(yīng)熱也進行相應(yīng)的計算；
（2）當(dāng)△G=△H-T△S＜0時，反應(yīng)自發(fā)進行；
（3）①圖象分析可知，反應(yīng)前后氣體體積增大，增大壓強平衡逆向進行，碳酸錳分解率減小，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫平衡正向進行；
②保持溫度不變，將容器體積擴大至原來的2倍，壓強減小，平衡正向進行；
③保持溫度不變，將容器體積壓縮至原來的一半，濃度增大，壓強增大平衡逆向進行；
（4）結(jié)合化學(xué)平衡三行計算列式計算平衡狀態(tài)下氣體濃度，平衡常數(shù)K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積}$×100%．
（5）MnOOH在堿性條件下和次氯酸鉀溶液反應(yīng)，錳元素被氧化生成高錳酸根離子，次氯酸根離子被還原為氯離子，依據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒書寫方程式．

解答 解：（1）已知：①MnCO₃（s）?MnO（s）+CO₂（g）△H₁；
②MnO（s）+O₂（g）?2MnO₂（s）△H₂，
根據(jù)蓋斯定律，①×2+②可得：2MnCO₃（s）+O₂（g）?2MnO₂（s）+2CO₂（g），則△H₃=2△H₁+△H₂；
故答案為：2△H₁+△H₂；
（2）反應(yīng)②為熵減小的反應(yīng)，在低溫下能自發(fā)進行，當(dāng)△G=△H-T△S＜0時，反應(yīng)自發(fā)進行，只有△H＜0，
故答案為：＜；
（3）①圖象分析可知，反應(yīng)前后氣體體積增大，增大壓強平衡逆向進行，碳酸錳分解率減小，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫平衡正向進行碳酸錳分解率增大，所以T₁＜T₂，
故答案為：＜；   
②在一定溫度下，達到平衡狀態(tài)時ρ（CO₂）=2a MPa．保持溫度不變，將容器體積擴大至原來的2倍，濃度減小為原來的一半，壓強減小為原來的一半，壓強減小平衡正向進行，ρ（CO₂）的變化范圍是a MPa＜ρ（CO₂）≤2a MPa，
故答案為：a MPa＜ρ（CO₂）≤2a MPa；
③保持溫度不變，將容器體積壓縮至原來的一半，MnCO₃（s）?MnO（s）+CO₂（g）△H＞0．
A．平衡常數(shù)只隨溫度變化，不隨壓強變化，故A正確；
 B．溫度不變平衡常數(shù)不變，則c（CO₂）不變，故B正確；
C．增大壓強平衡逆向進行，二氧化碳物質(zhì)的量n（CO₂）減小，故C錯誤；
 D．增大壓強平衡逆向進行，m（MnCO₃）質(zhì)量增大，故D錯誤；
故答案為：AB；
（4）-定溫度下，在容積為2L的恒容密閉容器中加人足量的MnCO₃（s）和5molO₂，發(fā)生反應(yīng)：2MnCO₃（s）+O₂（g）?2MnO₂（s）+2CO₂（g），CO₂以平均速率0.1mol•L^-1•min^-1經(jīng)過10min達到平衡狀態(tài)．生成二氧化碳濃度=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
變化量（mol/L）     0.5                                 1
平衡量（mol/L）    2.0                                  1
該條件下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{1{\;}^{2}}{2.0}$=0.5mol．L^-1 ，
故答案為：0.5mol．L^-1．
（5）MnOOH在堿性條件下和次氯酸鉀溶液反應(yīng)，錳元素被氧化生成高錳酸根離子，次氯酸根離子被還原為氯離子，依據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒\原子個數(shù)守恒反應(yīng)的離子方程式為：MnOOH+2ClO^-+OH^-=MnO₄^-+2Cl^-+H₂O；
故答案為：MnOOH+2ClO^-+OH^-=MnO₄^-+2Cl^-+H₂O．

點評 本題考查了熱化學(xué)方程式書寫、平衡常數(shù)計算、影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素、圖象的理解應(yīng)用等，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．