Question

13．硼及其化合物在工業(yè)中有重要應(yīng)用，已知以下幾個反應(yīng)：
Ⅰ．BCl₃（g）+3H₂O（I）=H₃BO₃（s）+3HCl（g）△H₁
Ⅱ．B₂O₃（s）+3C（s）+3Cl₂（g）?2BCl₃（g）+3CO（g）△H₂
Ⅲ．H₃BO₃（aq）+H₂O（I）?[B（OH）₄]^-（aq）+H⁺（aq）
Ⅳ．H₃BO₃（I）+3CH₃OH（I）?B（OCH₃）₃（I）+3H₂O（I）
（1）已知硼酸的結(jié)構(gòu)是：，反應(yīng)Ⅰ中相關(guān)化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：

化學(xué)鍵	H-O	H-Cl	B-O	B-Cl
E（KJ•mol-1）	465	431	809	427

由此計算△H₁=-1044KJ•mol^-1．
（2）已知△H₂＞0，既能使反應(yīng)Ⅱ平衡向正反應(yīng)方向移動，又能加快反應(yīng)速率的措施是bc．
a．加壓 b．升溫 c．增大Cl₂的濃度 d．移走部分BCl₃  e．加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎?f．增大焦炭的量
（3）寫出反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{[[B（OH）{\;}_{4}]{\;}^{-}][H{\;}^{+}]}{[{H}_{3}B{O}_{3}]}$；寫出陰離子[B（OH）₄]^-的電子式：．
（4）在反應(yīng)Ⅳ中，H₃BO₃的轉(zhuǎn)化率在不同溫度下隨反應(yīng)時間（t）的變化如圖，若T=333K，初始c（H₃BO₃）=1mol•L^-1，則0～10min的反應(yīng)速率v（H₃BO₃）=0.08mol/（L•min）；40min達(dá)到平衡后，改變溫度為T，c（H₃BO₃ ）以0.005mol•L^-1•min^-1的平均速率降低，經(jīng)過10min又達(dá)到平衡，則T＞333K（用“＞”、“＜”、“=”填空），溫度對該反應(yīng)的速率和平衡移動的影響是升高溫度反應(yīng)速率加快，平衡向正向移動．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能計算；
（2）根據(jù)B₂O₃（s）+3C（s）+3Cl₂（g）?2BCl₃（g）+3CO（g）△H₂＞0即為氣體減小的吸熱反應(yīng)，據(jù)此分析；（3）化學(xué)平衡常數(shù)為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積之比；依據(jù)硼酸結(jié)構(gòu)簡式可知：，[B（OH）₄]^-中心元素B連4和-OH，帶有一個單位負(fù)電荷，據(jù)此書寫電子式；
（4）依據(jù)H₃BO₃的轉(zhuǎn)化率在不同溫度下隨反應(yīng)時間（t）的變化圖表可知，若T=333K，H₃BO₃的轉(zhuǎn)化率為80%，據(jù)此計算H₃BO₃濃度的變化量，依據(jù)V=$\frac{△C}{△t}$計算；
升高溫度反應(yīng)速率加快，平衡向吸熱方向移動，結(jié)合不同溫度時H₃BO₃的轉(zhuǎn)化率大小判斷解答．

解答 解：（1）反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能，故△H₁=3×427kJ．mol^-1+6×465kJ．mol^-1-（3×431+3×809+3×465）kJ．mol^-1=-1044kJ．mol^-1；
故答案為：-1044；
（2）由B₂O₃（s）+3C（s）+3Cl₂（g）?2BCl₃（g）+3CO（g）△H₂＞0即為氣體減小的吸熱反應(yīng)，
a．加壓平衡逆向移動，故a不選；
b．升溫反應(yīng)速率加快，平衡正向移動，故b選；
c．增大Cl₂的濃度，反應(yīng)速率加快，平衡正向移動，故c選；
d．移走部分BCl₃，平衡正向移動，速率減慢，故d不選；
e．加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎┓磻?yīng)速率加快，平衡不移動，故e不選；
f．增大焦炭的量，對反應(yīng)速率和平衡都不產(chǎn)生影響，故f不選；
故選：bc；
（3）H₃BO₃（aq）+H₂O（I）?[B（OH）₄]^-（aq）+H⁺（aq）化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{[[B（OH）{\;}_{4}]{\;}^{-}][H{\;}^{+}]}{[{H}_{3}B{O}_{3}]}$；
依據(jù)硼酸結(jié)構(gòu)簡式可知，[B（OH）₄]^-中心元素B連4和-OH，帶有一個單位負(fù)電荷，電子式為，

故答案為：$\frac{[[B（OH）{\;}_{4}]{\;}^{-}][H{\;}^{+}]}{[{H}_{3}B{O}_{3}]}$；；
（4）依據(jù)H₃BO₃的轉(zhuǎn)化率在不同溫度下隨反應(yīng)時間（t）的變化圖表可知，若T=333K，H₃BO₃的轉(zhuǎn)化率為80%，則H₃BO₃濃度的變化量為：1mol•L^-1×80%=0.8mol/L，0～10min的反應(yīng)速率v（H₃BO₃）=$\frac{0.8mol/L}{10min}$=0.08mol/（L•min）；
依據(jù)：依據(jù)H₃BO₃的轉(zhuǎn)化率在不同溫度下隨反應(yīng)時間（t）的變化圖表可知，T=333K時H₃BO₃的轉(zhuǎn)化率，大于T=303K時H₃BO₃的轉(zhuǎn)化率，說明升高溫度，H₃BO₃的轉(zhuǎn)化率增大，平衡正向移動，所以正向為吸熱反應(yīng)，40min達(dá)到平衡后，改變溫度為T，c（H₃BO₃ ）以0.005mol•L^-1•min^-1的平均速率降低，經(jīng)過10min又達(dá)到平衡，說明反應(yīng)向正向移動，則應(yīng)為升高溫度，T＞333K；升高溫度反應(yīng)速率加快；
故答案為：0.08mol/（L•min）；＞；升高溫度反應(yīng)速率加快，平衡向正向移動．

點評 本題考查了反應(yīng)熱的計算、化學(xué)平衡移動、反應(yīng)速率的影響因素，明確化學(xué)鍵與反應(yīng)熱之間的關(guān)系，熟悉影響化學(xué)平衡移動的因素，影響反應(yīng)速率的因素是解題關(guān)鍵，題目難度中等．