Question

氯氣在298K、100kPa時，在1L水中可溶解0.090mol，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）該反應的離子方程式為____________________________;
（2）根據離子方程式，計算該反應的平衡常數（水視為純液體，列式計算，保留2位有效數字）
（3）在上述平衡體系中加入少量NaOH固體，平衡將向________移動；（填“正”、“逆”或“不”）
（4）如果增大氯氣的壓強，氯氣在水中的溶解度將______（填“增大”、“減小”或“不變”），平衡將向______________移動。（填“正”、“逆”或“不”）
（5）新制氯水經光照一段時間后溶液c(H⁺)增大，請運用平衡移動原理進行解釋：__________________。

Answer 1

（1） Cl₂ + H₂O Cl^- + H⁺ + HClO；（3分）
（2）      Cl₂ + H₂O Cl^- + H⁺ + HClO（6分）
C_起 mol/L  0.090         0     0    0
C_變mol/L  0.090×1/3    0.030  0.030   0.030
C_平mol/L  0.060        0.030  0.030   0.030

（3）正反應方向； （1分）  （4）增大（2分），正反應方向（1分）
（5） Cl₂ + H₂O Cl^- + H⁺ + HClO,光照，HClO分解生成HCl和O₂，使平衡向正反應方向移動， 溶液的c(H⁺)增大。（3分）

試題分析：本題以氯氣與水的反應為載體考查化學平衡相關知識。（1）氯氣與水反應生成鹽酸和次氯酸，次氯酸是弱電解質；反應的離子方程式為Cl₂ + H₂O Cl^- + H⁺ + HClO；（2）在1L水中可溶解0.090mol氯氣，近似氯氣濃度為0.090mol/L；結合平衡計算——三行式及平衡狀態微粒的濃度，依據平衡常數概念計算得到；計算過程見答案；（3）加入氫氧化鈉，溶液中的氫氧根離子和氫離子反應，降低了氫離子濃度，平衡正向進行；（4）氣體溶解度隨壓強增大會增大，增大壓強平衡向氣體體積減小的方法進行，即平衡將向正向移動；（5） 氯水中存在平衡Cl₂ + H₂O Cl^- + H⁺ + HClO,光照，HClO分解生成HCl和O₂，使平衡向正反應方向移動， 溶液的c(H⁺)增大。