Question

9．氯氣在298K、100kPa時，在1L水中可溶解0.09mol，實驗測得溶于水的Cl₂約有三分之一與水反應．請回答下列問題：
（1）該化學反應的平衡常數(shù)為4.5×10^-4．
（2）該反應的離子方程式為Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO；它的平衡常數(shù)的表達式為$\frac{c（{H}^{+}）c（C{l}^{-}）c（HClO）}{c（C{l}_{2}）}$
（3）如果增大氯氣的壓強，氯氣在水中的溶解度將增大（填“增大”、“減小”或“不變”），平衡將向右移動（填“向右移動”、“向左移動”或“不移動”）．
（4）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
請依據(jù)以上碳酸和次氯酸的電離平衡常數(shù)，寫出在下列條件下所發(fā)生反應的離子方程式：將少量的氯氣通入到過量的碳酸鈉溶液中Cl₂+2CO₃^2-+H₂O=Cl^-+ClO^-+2HCO₃^-．

Answer 1

分析 （1）在1L水中可溶解0.09mol氯氣，近似氯氣難度為0.09mol/L；結合平衡計算平衡狀態(tài)微粒的濃度，依據(jù)平衡常數(shù)概念計算得到；
（2）氯氣與水反應生成鹽酸和次氯酸，次氯酸是弱電解質，化學平衡常數(shù)K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應物平衡濃度冪次方乘積}$，注意固體和純液體不寫入表達式；
（3）氣體溶解度隨壓強增大會增大，平衡向氣體體積減小的方向進行；
（4）依據(jù)電離平衡常數(shù)判斷出的酸性H₂CO₃ ＞HClO＞HCO₃^-；依據(jù)酸性強弱分析反應產(chǎn)物．

解答 解：（1）在1L水中可溶解0.09mol氯氣，近似氯氣濃度為0.09mol/L，溶于水的Cl₂約有三分之一與水反應反應的氯氣為0.03mol，
              Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO
起始濃度：0.09     0    0     0
轉化濃度：0.03    0.03 0.03 0.03
平衡濃度：0.06    0.03 0.03 0.03
K=$\frac{c（{H}^{+}）c（C{l}^{-}）c（HClO）}{c（C{l}_{2}）}$=$\frac{0.0{3}^{3}}{0.06}$=4.5×10^-4，
故答案為：4.5×10^-4；
（2）氯氣與水反應生成鹽酸和次氯酸，反應的離子方程式為：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，平衡常數(shù)表達式K=$\frac{c（{H}^{+}）c（C{l}^{-}）c（HClO）}{c（C{l}_{2}）}$，
故答案為：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，$\frac{c（{H}^{+}）c（C{l}^{-}）c（HClO）}{c（C{l}_{2}）}$；
（3）在上述平衡中加壓，平衡向氣體體積減小的反應方向進行，平衡都向正反應方向移動，氯氣的溶解量會增加，
故答案為：增大；向右移動；
（4）將少量的氯氣通入到過量的碳酸鈉溶液中，氯氣和水反應生成的鹽酸反應生成碳酸氫鈉，次氯酸酸性強于碳酸氫根離子，反應生成碳酸氫鈉，反應的離子方程式為：Cl₂+2CO₃^2-+H₂O═2HCO₃^-+Cl^-+ClO^-，
故答案為：Cl₂+2CO₃^2-+H₂O═2HCO₃^-+Cl^-+ClO^-．

點評 本題考查了氯氣性質、化學平衡的影響因素影響、平衡計算應用、Cl₂溶于水的離子反應方程式，其中平衡常數(shù)的大小比較、壓強對平衡移動的影響判斷是解題關鍵，題目難度中等．