Question

（1）①請寫出乙烷在高溫、催化劑的作用下與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳的化學(xué)方程式：

 

．
②已知：C（s）、CO（g）和H₂（g）完全燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）；△H=-394kJ?mol^-1；
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）；△H=-566kJ?mol^-1；
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）；△H=-484kJ?mol^-1；
試寫出由C與水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳的熱化學(xué)方程式

 

．
③可利用上述反應(yīng)的相關(guān)物質(zhì)設(shè)計一個燃料電池．如用氫氧化鉀溶液做電解質(zhì)溶液，用多孔石墨做電極，在電極上分別充入乙烷和氧氣．寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式

 

． 
（2）常溫下，如果取0.1mol?L^-1HA溶液與0.1mol?L^-1NaOH溶液等體積混合（混合后溶液體積的變化忽略不計），測得混合液的pH=8，請回答下列問題：
①混合后溶液的pH=8的原因（用離子方程式表示）：

 

．
②混合溶液中水電離出的c（H⁺）與0.1mol?L^-1NaOH溶液中水電離出的c（H⁺）比較

 

（填＜、＞、=）．
③已知NH₄A溶液為中性，又知將HA溶液加到Na₂CO₃溶液中有氣體放出，試推斷（NH₄）₂CO₃溶液的pH

 

7（填＜、＞、=）；相同溫度下，等物質(zhì)的量濃度的下列四種鹽溶液按pH由大到小的排列順序為

 

．（填序號）
a．NH₄HCO₃          b．NH₄A          c．（NH₄）₂CO₃         d．NH₄Cl．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學(xué)電源新型電池,鹽類水解的應(yīng)用,酸堿混合時的定性判斷及有關(guān)ph的計算

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,電離平衡與溶液的pH專題,鹽類的水解專題,電化學(xué)專題

分析：（1）①根據(jù)質(zhì)量守恒結(jié)合反應(yīng)物和產(chǎn)物來書寫化學(xué)方程式；
②根據(jù)蓋斯定律計算化學(xué)反應(yīng)個焓變，根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法來書寫；
③乙烷燃料電池的負(fù)極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；
（2）①鹽溶液呈堿性說明該鹽能水解導(dǎo)致溶液中氫氧根離子濃度大于氫離子濃度而使溶液呈堿性；
②含有弱根離子的鹽能促進(jìn)水電離，酸或堿能抑制水電離；
③根據(jù)題意知，HA的酸性比碳酸強(qiáng)，NH₄A溶液為中性，說明銨根離子和該酸根離子水解程度相同，由此得知銨根離子水解程度小于碳酸根離子，所以（NH₄）₂CO₃中溶液呈堿性；根據(jù)銨根離子的水解程度判斷溶液酸堿性的大小，溶液濃度越稀，鹽的水解程度越大．

解答： 解：（1）①甲烷在高溫、催化劑的作用下與水蒸氣反應(yīng)；生成氫氣和一氧化碳，根據(jù)題干中提供的反應(yīng)物和生成物，再根據(jù)質(zhì)量守恒，即可得出C₂H₆+2H₂O

高溫    .

催化劑

2CO+5H₂，故答案為：C₂H₆+2H₂O

高溫    .

催化劑

2CO+5H₂；
②C（s）、CO（g）和H₂（g）完全燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-394kJ/mol；A
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566kJ/mol；B
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-484kJ/mol；C
將ABC三式作如下變換，A-

1

2

C-

1

2

B可得C_（S）+H₂O_（g）

高溫  .

CO_（g）+H_2（g） △H=+131KJ/mol，
故答案為：C_（S）+H₂O_（g）

高溫  .

CO_（g）+H_2（g） △H=+131KJ/mol；
③乙烷燃料電池的負(fù)極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，在堿性環(huán)境下，電極反應(yīng)方程式書寫為：C₂H₆-14e^-+18OH^-═2CO₃^2-+12H₂O，
故答案為：C₂H₆-14e^-+18OH^-═2CO₃^2-+12H₂O；
（2）①等物質(zhì)的量的一元酸和一元堿恰好反應(yīng)生成鹽和水，生成的鹽溶液呈堿性說明該酸是弱酸，生成的鹽能水解導(dǎo)致溶液中氫氧根離子濃度大于氫離子濃度，溶液的pH值大于7，水解方程式為：A^-+H₂O?HA+OH^-，故答案為：A^-+H₂O?HA+OH^-；
②該鹽含有弱根離子能促進(jìn)水電離，氫氧化鈉是強(qiáng)堿能抑制水電離，所以混合溶液中由水電離出的c（H⁺）＞0.1mol?L^-1NaOH溶液中由水電離出的c（H⁺），
故答案為：＞；
③將HA溶液加到Na₂CO₃溶液中有氣體放出，說明HA的酸性比碳酸的強(qiáng)，NH₄A溶液為中性，說明相同條件下，氨水和HA的電離程度相同，所以（NH₄）₂CO₃中銨根離子的水解程度小于碳酸根離子的水解程度，所以溶液的pH＞7；NH₄Cl是強(qiáng)酸弱堿鹽，銨根離子水解導(dǎo)致溶液呈酸性，溶液中銨根離子濃度越大，水解程度越小，但水解的個數(shù)多，所以氯化銨溶液的pH值大于硫酸銨；NH₄A溶液中陰陽離子的水解程度相等，所以溶液呈中性，溶液的pH值大于氯化銨；    
NH₄HCO₃溶液中銨根離子的水解程度小于碳酸氫根離子的水解程度，溶液呈堿性，碳酸根離子的水解程度大與碳酸氫根離子的水解程度，所以
碳酸銨中，銨根離子的水解程度小于碳酸根離子的水解程度，溶液呈堿性，所以溶液的pH值最大，
則pH大小順序為c＞a＞b＞d，
故答案為：＞；c＞a＞b＞d．

點評：本題考查了鹽溶液呈酸堿性的原因、溶液酸堿性的判斷、離子濃度大小的比較等知識點，難度較大，難點是判斷相同溫度、相同濃度下氯化銨和碳酸銨溶液pH值大小的比較，溶液越稀銨根離子的水解程度越大，但水解的個數(shù)少．