Question

碳、氮、硫、氯是四種重要的非金屬元素．
（1）CH₄（g）在O₂（g）中燃燒生成CO（g）和H₂O（g）的△H難以直接測量，原因是

 

．
已知：a．2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566.0kJ?mol^-1
b．CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-890.0kJ?mol^-1
則CH₄（g）在O₂（g）中燃燒生成CO（g）和H₂O（g）的熱化學方程式為

 

．
（2）工業(yè)上合成氨氣的反應為：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H＜0．現(xiàn)將10mol N₂和26mol H₂置于容積可變的密閉容器中，N₂的平衡轉化率（α）與體系總壓強（P）、溫度（T）的關系如圖所示．回答下列問題：
①反應達到平衡狀態(tài)B時，容器的容積10L，則T₁時，合成氨反應的平衡常數(shù)K=

 

 L²?mol^-1．
②平衡狀態(tài)由A變到C時，對應的平衡常數(shù)K（A）

 

K（C）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）在25℃時，HSCN、HClO、H₂CO₃的電離常數(shù)如表：

HClO	HSCN	H2CO3
K=3.2×10-8	K=0.13	Kl=4.2×10-7 K2=5.6×10-11

①1mol?L^-1的KSCN溶液中，所有離子的濃度由大到小的順序為

 

＞

 

＞

 

＞

 

．
②向Na₂CO₃溶液中加入過量HClO溶液，反應的化學方程式為

 

．
③25℃時，為證明HClO為弱酸，某學習小組的同學沒計了以下三種實驗方案．下列三種方案中，你認為能夠達到實驗目的是

 

（填下列各項中序號）．
a．用pH計測量0.1mol?L^-1 NaClO溶液的pH，若測得pH＞7，可證明HClO為弱酸
b．用pH試紙測量0.01mol?L^-1 HClO溶液的pH，若測得pH＞2，可證明HClO為弱酸
c、用儀器測量濃度均為0.1mol?L^-1的HClO溶液和鹽酸的導電性，若測得HClO溶液的導電性弱于鹽酸，可證明HClO為弱酸．

Answer 1

考點：熱化學方程式,化學平衡建立的過程,化學平衡的影響因素,pH的簡單計算,離子濃度大小的比較

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）一氧化碳是可燃氣體，甲烷燃燒生成一氧化碳的反應不易控制；依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式；
（2）①依據(jù)圖象平衡轉化率和化學平衡三段式列式計算平衡濃度，結合平衡常數(shù)概念計算得到；
②反應是放熱反應，溫度越低平衡正向進行，氮氣轉化率增大，T₁＜T₂，溫度升高平衡常數(shù)減��；
（3）①KSCN溶液中SCN^-水解顯堿性；
②分析電離平衡常數(shù)可知HSCN＞H₂CO₃＞HClO；碳酸鈉和次氯酸反應生成碳酸氫鈉和次氯酸鈉；
③證明弱酸應設計實驗證明溶液中存在電離平衡．

解答： 解：（1）CH₄（g）在O₂（g）中燃燒生成CO（g）和H₂O（g）的△H難以直接測量的原因是甲烷燃燒生成一氧化碳的反應不易控制，無法準確測定；
a．2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566.0kJ?mol^-1
b．CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-890.0kJ?mol^-1
依據(jù)熱方程式和蓋斯定律計算：b×2-a得到，CH₄（g）在O₂（g）中燃燒生成CO（g）和H₂O（g）的熱化學方程式為2CH₄（g）+3O₂（g）=2CO（g）+4H₂O（g）△H=-1214.0KJ/mol，
故答案為：2CH₄（g）+3O₂（g）=2CO（g）+4H₂O（g）△H=-1214.0KJ/mol；
（2）①反應達到平衡狀態(tài)B時，氮氣的轉化率為20%，容器的容積10L，
                    N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）
起始量（mol/L）     1        2.6       0
變化量（mol/L） 1×20%=0.2   0.6     0.4 
平衡量（mol/L）     0.8       2        0.4
k=

c2(NH3)

c(N2)c3(H2)

=

0．42

0.8×23

=0.025，
故答案為：0.025；
②N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H＜0，反應是放熱反應，溫度越低平衡正向進行，氮氣轉化率增大，圖象分析判斷T₁＜T₂，衡狀態(tài)由A變到C時，溫度升高平衡常數(shù)減小，所以平衡常數(shù)K（A）＞K（C），
故答案為：＞；
（3）①KSCN溶液中SCN^-水解顯堿性，溶液中離子濃度大小為c（K⁺）＞c（SCN^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故答案為：c（K⁺）＞c（SCN^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
②分析電離平衡常數(shù)可知HSCN＞H₂CO₃＞HClO；碳酸鈉和次氯酸反應生成碳酸氫鈉和次氯酸鈉，反應的化學方程式為：Na₂CO₃+HClO=NaHCO₃+NaClO，
故答案為：Na₂CO₃+HClO=NaHCO₃+NaClO；
③證明弱酸應設計實驗證明溶液中存在電離平衡；
a．用pH計測量0.1mol?L^-1 NaClO溶液的pH，若測得pH＞7，說明次氯酸根離子水解，可證明HClO為弱酸，故a正確；
b．用pH試紙測量0.01mol?L^-1 HClO溶液的pH，由于次氯酸具有漂白性，PH試紙不能測定溶液PH，不能證明HClO為弱酸，故b錯誤；
c、用儀器測量濃度均為0.1mol?L^-1的HClO溶液和鹽酸的導電性，若測得HClO溶液的導電性弱于鹽酸，說明次氯酸溶液中離子濃度小于鹽酸，存在電離平衡，可證明HClO為弱酸，故c正確；
故答案為：ac．

點評：本題考查了熱化學方程式和蓋斯定律的計算應用，化學平衡常數(shù)計算和影響因素分析，鹽類水解和弱電解質電離程度分析判斷，掌握基礎是關鍵，注意次氯酸的漂白性，題目難度中等．