Question

1．運用化學反應原理研究化學物質有重要意義．
（1）試判斷用于汽車凈化的一個反應2NO （g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g），在常溫常壓下能（填“能”或“否”或“無法確定”）自發(fā)進行．已知：在常溫常壓下該反應的△H=-113.0kJ•mol^-1，△S=-145.3J•mol^-1•K^-1．
（2）25℃，將a mol•L^-1的氨水與0.005mol•L^-1的硫酸等體積混合，反應平衡時溶液中c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-），用含a的代數(shù)式表示銨離子的水解平衡常數(shù)K_h=（a-0.01）×10^-5．
（3）已知室溫時，K_sp[Mg（OH）₂]=4.0×10^-11．在0.1mol•L^-1的MgCl₂溶液中，逐滴加入NaOH溶液，當Mg²⁺完全沉淀時，溶液的pH是9.3．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)△G=△H-T△S計算判斷，若△G＜0，反應自發(fā)進行，若△G＞0，反應非自發(fā)進行；
（2）在25℃下，將amol/L的氨水與0.005mol/L的硫酸等體積混合，反應平衡時溶液呈中性，c（H⁺）=c（OH^-），平衡時溶液中c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-）=0.01mol/L，根據(jù)物料守恒得c（NH₃．H₂O）=（a-0.01）mol/L，根據(jù)電荷守恒得c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液呈中性，NH₃•H₂O的電離常數(shù)K_h=$\frac{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）c（{H}^{+}）}{c（N{{H}_{4}}^{+}）}$；
（3）已知c（MgCl₂）=0.1mol•L^-1，逐滴加入NaOH溶液，當Mg²⁺完全沉淀時，可根據(jù)K_sp[Mg（OH）₂]=c（Mg²⁺）×c²（OH^-）計算c（OH^-），然后根據(jù)K_w=1.0×10^-14計算．

解答 解：（1）已知：在298K、100kPa下該反應的△H=-113.0kJ•mol^-1，△S=-145.3J•mol^-1•K^-1，△G=△H-T△S=-113.0 kJ•mol^-1-298 K×（-145.3 J•mol^-1•K^-1）×10^-3≈-69.7 kJ•mol^-1＜0，反應自發(fā)進行，
故答案為：能；
（2）在25℃下，將amol/L的氨水與0.005mol/L的硫酸等體積混合，反應平衡時溶液呈中性，c（H⁺）=c（OH^-），平衡時溶液中c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-）=0.01mol/L，根據(jù)物料守恒得c（NH₃．H₂O）=（a-0.01）mol/L，根據(jù)電荷守恒得c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液呈中性，NH₃•H₂O的電離常數(shù)K_h=$\frac{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）c（{H}^{+}）}{c（N{{H}_{4}}^{+}）}$=$\frac{（a-0.01）×1{0}^{-7}}{0.01}$=（a-0.01）×10^-5，
故答案為：（a-0.01）×10^-5；
（3）已知c（MgCl₂）=0.1mol•L^-1，逐滴加入NaOH溶液，當Mg²⁺完全沉淀時，即K_sp[Mg（OH）₂]=c（Mg²⁺）×c²（OH^-），故c（OH^-）=$\sqrt{\frac{Ksp[Mg（OH）_{2}]}{c（M{g}^{2+}）}}$=$\sqrt{\frac{4×1{0}^{-11}}{0.1}}$=2×10^-5，K_w=1.0×10^-14，故c（H⁺）=$\frac{1.0×1{0}^{-14}}{2×1{0}^{-5}}$=$\frac{1}{2}$×10^-9，pH=9.3，
故答案為：9.3．

點評 本題考查了反應能否自發(fā)進行的熵判據(jù)，混合溶液pH值的計算，平衡常數(shù)的計算等知識點，本題題目難度中等，