Question

3．（1）甲烷、氫氣、一氧化碳燃燒熱分別為 akJ•mol^-1，bkJ•mol^-1，ckJ•mol^-1，工業(yè)上利用天燃氣和二氧化碳反應制備合成氣（CO、H₂），其熱化學反應方程式為CH₄（l）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g）△H=-（a-2b-2c）kJ•mol^-1．
（2）在室溫下，下列溶液中①0.1mol/LCH₃COONH₄，②0.1 mol/L NH₄HSO₄，③0.1mol/L NH₃•H₂O
④0.1mol/LNH₄Cl，請根據要求回答問題：
溶液①和②中c（NH₄⁺）的大小關系是①＜②（填“＞”、“＜”或“=”）．
將一定體積的溶液③和溶液④混合，所得溶液的pH=7，則該溶液中離子濃度的由大到小順序是：c（Cl^-）=c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）
（3）25℃時，將一定體積和濃度的醋酸與醋酸鈉溶液相混合，若所得混合液pH=6，則該混合液中c（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=9.9×10^-7mol/L．

Answer 1

分析 （1）根據甲烷、氫氣、一氧化碳的燃燒熱分先書寫熱方程式，再利用蓋斯定律來分析天燃氣和二氧化碳反應制備合成氣（CO、H₂）的熱化學方程式；
（2）醋酸根離子促進了銨根離子的水解，硫酸氫銨中氫離子抑制了銨根離子的水解；溶液的pH=7，反應后溶液為中性，則c（OH^-）=c（H⁺），根據電荷守恒可知：c（Cl^-）=c（NH₄⁺）；
（3）pH=6溶液中，c（H⁺）=10^-6mol/L，c（OH^-）=10^-8mol/L，根據電荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO^-）計算．

解答 解：（1）甲烷、氫氣、一氧化碳的燃燒熱分別為akJ•mol^-1，bkJ•mol^-1，ckJ•mol^-1，則
①CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-ckJ•mol^-1 
②CH₄（l）+2O₂（g）=CO₂（g）+2 H₂O（l）△H=-akJ•mol^-1 
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-bkJ•mol^-1
由蓋斯定律可知用②-①×2-③×2得反應CH₄（l）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g），
該反應的反應熱△H=-akJ•mol^-1-（-2c）kJ•mol^-1-（-2bkJ•mol^-1）=-（a-2b-2c）kJ•mol^-1，
故答案為：CH₄（l）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g）△H=-（a-2b-2c）kJ•mol^-1；
（2）CH₃COONH₄溶液中醋酸根離子促進了銨根離子的水解，NH₄HSO₄溶液中氫離子抑制了銨根離子的水解，則溶液①和②中c（NH₄⁺）的大小關系是①＜②；
將一定體積的溶液③0.1mol/L NH₃•H₂O、④0.1mol/LNH₄Cl混合，所得溶液的pH=7，反應后溶液為中性，則c（OH^-）=c（H⁺），根據電荷守恒可知：c（Cl^-）=c（NH₄⁺），則溶液中離子濃度當大小為：c（Cl^-）=c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺），
故答案為：＜； c（Cl^-）=c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）；
（3）pH=6溶液中c（H⁺）=10^-6mol/L，c（OH^-）=10^-8mol/L，根據電荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO^-）可知：c（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=10^-6mol/L-10^-8mol/L=9.9×10^-7 mol/L，
故答案為：9.9×10^-7 mol/L．

點評 本題考查了離子濃度大小比較，題目難度中等，涉及鹽的水解原理及其影響、熱化學方程式的書寫、離子濃度大小比較等知識，注意掌握電荷守恒、物料守恒及鹽的水解原理在判斷離子濃度大小中應用方法，明確熱化學方程式的書寫原則．