Question

9．（1）已知：Fe（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=FeO（s），△H=-272.0KJ•mol^-1
2Al（s）+$\frac{3}{2}$O2（g）=Al₂O₃（s），△H=-1675.7KJ•mol^-1
Al和FeO發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是2Al（s）+3FeO（s）═Al₂O₃（s）+3Fe（s）△H=-859.7 kJ•mol^-1．
（2）某可逆反應(yīng)在不同條件下的反應(yīng)歷程分別為A、B，如圖所示．
①據(jù)圖判斷該反應(yīng)是吸 （填“吸”或“放”）熱反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，其他條件不變，升高溫度，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大 （填“增大”、“減小”或“不變”）；
②其中B歷程表明此反應(yīng)采用的條件為D （選填序號(hào)）．
A．升高溫度 B．增大反應(yīng)物的濃度  C．降低溫度 D．使用催化劑
（3）1000℃時(shí)，硫酸鈉與氫氣發(fā)生下列反應(yīng)：Na₂SO₄（s）+4H₂（g），Na₂S（s）+4H₂O（g），該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為k=$\frac{{c}^{4}（{H}_{2}O）}{{c}^{4}（{H}_{2}）}$．
（4）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(jì)），測(cè)得混合液的pH=8．
①混合液中由水電離出的OH^-濃度與0.1mol•L^-1NaOH溶液中由水電離出的OH^-濃度之比為10⁷：1；
②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“＜”、“＞”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)蓋斯定律書寫目標(biāo)熱化學(xué)方程式；
（2）①由圖可知，反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，據(jù)此解答；
②由圖可知，反應(yīng)歷程B與A相比，改變反應(yīng)歷程，應(yīng)是使用催化劑；
（3）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，據(jù)此書寫；
（4）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(jì)），測(cè)得混合液的pH=8，則說(shuō)明HA是弱酸，含有弱根離子的鹽促進(jìn)水電離，
①根據(jù)鹽溶液的pH計(jì)算水電離出的c（OH^-），根據(jù)c（NaOH）及水的離子積常數(shù)計(jì)算水中氫離子濃度，溶液中氫離子濃度等于水電離出的c（OH^-），據(jù)此解答；
②根據(jù)題意知，HA的酸性比碳酸強(qiáng)，NH₄A溶液為中性，說(shuō)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．

解答 解：（1）①Fe（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═FeO（s）△H₁=-272.0kJ•mol^-1
②2Al（s）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═Al₂O₃（s）△H₂=-1675.7kJ•mol^-1
將方程式②-①×3得：2Al（s）+3FeO（s）═Al₂O₃（s）+3Fe（s）△H=-1675.7kJ•mol^-1-（3×-272.0kJ•mol^-1）=-859.7 kJ•mol^-1，
故答案為：2Al（s）+3FeO（s）═Al₂O₃（s）+3Fe（s）△H=-859.7 kJ•mol^-1；
（2）①由圖可知，反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大；
故答案為：吸；增大；
 ②由圖可知，反應(yīng)歷程B與A相比，改變反應(yīng)歷程，最后達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，改變的條件應(yīng)是使用催化劑，降低反應(yīng)的活化能；
故答案為：D；
（3）Na₂SO₄（S）+4H₂（g）═Na₂S（s）+4H₂O（g）的平衡常數(shù)表達(dá)式k=$\frac{{c}^{4}（{H}_{2}O）}{{c}^{4}（{H}_{2}）}$；
故答案為：$\frac{{c}^{4}（{H}_{2}O）}{{c}^{4}（{H}_{2}）}$；
（4）①鹽溶液中c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-8}}$=10^-6 mol/L，0.1mol•L^-1NaOH溶液中c（H⁺）等于由水電離出的氫氧根離子濃度，即c（H⁺）=c_水電離（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{0.1}$=10^-13 mol/L，所以混合液中由水電離出的OH^-濃度與0.1mol•L^-1NaOH溶液中由水電離出的OH^-濃度之比=10^-6 mol/L：10^-13 mol/L=10⁷：1，
故答案為：10⁷：1；
②將HA溶液加到Na₂CO₃溶液中有氣體放出，說(shuō)明HA的酸性比碳酸的強(qiáng)，NH₄A溶液為中性，說(shuō)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；
故答案為：＞；

點(diǎn)評(píng) 本題綜合性較大，化學(xué)反應(yīng)能量變化圖象分析判斷，反應(yīng)活化能和焓變的理解應(yīng)用，電解質(zhì)溶液有關(guān)計(jì)算、鹽類水解等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．