Question

已知：①溶液中CrO₄^2—顯黃色，Cr₂O₇^2-顯橙紅色
②PbCrO₄難溶于水，也難溶于強酸
③H⁺(aq）+OH^-（aq）=H₂O(l）； ΔH=" —a" KJ/mol
3Cl₂（g）+2Cr³⁺（aq）+16OH^-(aq）=2CrO₄^2-（aq）+6Cl^-（aq）+8H₂O(l)；ΔH="—b" KJ/mol
2CrO₄^2-（aq）+2H⁺(aq）Cr₂O₇^2-（aq）+H₂O(l）；ΔH="—c" KJ/mol
平衡常數K=9．5×10⁴   （上述a、b、c均大于0）
對上述反應⑤，取50mL溶液進行試驗，部分測定數據如下：

時間（s）	0	0．01	0．02	0．03	0．04
n （CrO42—）（mol）	0．01	8．0×10-4	5．4×10-4	5．0×10-4
n （Cr2O72—）（mol）	0		4．73×10-3		4．75×10-3

 
試回答下列問題：
（1）0.02s到0.03s之間用Cr₂O₇^2-表示該反應的平均反應速率為               
下列說法正確的（  ）
A、0.03s時V正（CrO₄^2—）=2V逆（Cr₂O₇^2—）
B、溶液pH值不變說明該反應已達平衡狀態
C、溶液中c（CrO₄^2—）：c（Cr₂O₇^2—）=2:1時該反應已達平衡狀態
D、反應放熱2．5×10^-3c KJ時CrO₄^2—的轉化率為50％
E、升溫該反應平衡常數變大
F、0．04s時加入足量的Pb（NO₃)₂ 可使溶液由橙色變為黃色
（3）0．03s時溶液的pH=         
（4）已知酸性條件下Cr₂O₇^2—將Cl^-氧化為Cl₂，本身被還原為Cr³⁺為放熱反應，試寫出該反應的熱化學方程式：                            

Answer 1

（1）4×10^-2mol/（L?S)；（2）ABD；（3）1；
（4）Cr₂O₇^2- +6Cl^-+14H⁺=3Cl₂+2Cr³⁺+7H₂O ΔH=(c+b-16a）KJ/mol

試題分析：CrO₄^2—的物質的量變化5．4×10^-4- 5．0×10^-4= 4．0×10^-5 mol，用CrO₄^2-表示的速率是8×10^-2 mol/（L?S)，依CrO₄^2-（aq）+H⁺(aq）Cr₂O₇^2-可知，用Cr₂O₇^2—表示的速率是4×10^-2 mol/（L?S) mol/（L?S)
0．03s時，CrO₄^2—有5．4×10^-4- 5．0×10^-4= 4．0×10^-5 mol轉變成Cr₂O₇^2—，Cr₂O₇^2—增加4．0×10^-5 mol，即共為4．73×10^-3+4．0×10^-5 mol=4．75×10^-3mol，所以0．03s時是平衡狀態；此時V正（CrO₄^2—）=2V逆（Cr₂O₇^2—）。A對。溶液pH值不變說明H⁺濃度不變，該反應已達平衡狀態；B對。平衡是c（CrO₄^2—）：c（Cr₂O₇^2—）= 5．0×10^-4: 4．75×10^-3，不是2:1，C錯。反應放熱2．5×10^-3c KJ時，CrO₄^2—轉化5．0×10^-3 mol ，CrO₄^2—的轉化率為5．0×10^-3 mol÷0．01mol =50％，D正確。該反應時放熱反應，升溫該反應平衡常數變小，E錯誤。0．04s時是平衡狀態，由于PbCrO₄難溶于水，也難溶于強酸，加入足量的Pb（NO₃)₂ 可減小CrO₄^2—濃度，使平衡左移，溶液由橙色變為黃色，最后為無色，F錯誤。平衡常數K=9．5×10⁴ 可以算出H⁺濃度是0．1mol/（L，pH= 1；(1)H⁺(aq）+OH^-（aq）=H₂O(l）； ΔH=" —a" KJ/mol
(2)3Cl₂（g）+2Cr³⁺（aq）+16OH^-(aq）=2CrO₄^2-（aq）+6Cl^-（aq）+8H₂O(l)；ΔH="—b" KJ/mol
(3)2CrO₄^2-（aq）+2H⁺(aq）Cr₂O₇^2-（aq）+H₂O(l）；ΔH="—c" KJ/mol(1) ×16-(2)- (3)得：
Cr₂O₇^2- +6Cl^-+14H⁺=3Cl₂+2Cr³⁺+7H₂O ΔH=(c+b-16a）KJ/mol