Question

【題目】二碳化學的研究在工業生產中具有重要意義。

（1）在一定溫度和壓強下，已知：

化學鍵	C—H	C—O	O—H	C===O	O===O	C—C
鍵能/(kJ·mol－1)	414	326	464	728	498	332

①CH3CH2OH(g)＋1/2O2(g)CH3CHO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝________。

②若反應2CH3CHO(g)＋O2(g)2CH3COOH(g)可自發進行，則CH3CH2OH(g)＋O2(g)CH3COOH(g)＋H2O(g)　ΔH2________(填“＞”“＜”或“＝”)0。

（2）將一定量的CH3CH2OH和O2充入恒溫、恒壓密閉容器中，發生反應2CH3CH2OH(g)＋O2(g)2CH3CHO(g)＋2H2O(g)至平衡狀態。下列圖象不合理的是________(填字母)。

（3）已知：25 ℃，Ka(CH3COOH)＝1.75×10－5，Kb(NH3·H2O)＝1.75×10－5，≈1.3，lg 1.3≈0.1。

①25 ℃，0.1 mol·L－1CH3COOH溶液的pH＝______；將0.1 mol·L－1CH3COOH溶液與0.1 mol·L－1的氨水等體積混合，所得溶液中離子濃度大小關系為_______________________________。

②25 ℃，0.2 mol·L－1NH4Cl溶液中NH4+水解反應的平衡常數Kh＝________。(保留2位有效數字)

③25 ℃，向0.1 mol·L－1氨水中加入少量NH4Cl固體，NH3·H2ONH4+＋OH－的電離平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移動；請用氨水和某種銨鹽(其他試劑與用品自選)，設計一個實驗證明NH3·H2O是弱電解質____________________________________。

Answer 1

【答案】－203 kJ·mol－1 ＜ B 2.9 c(CH3COO－)＝c(NH4+)＞c(H＋)＝c(OH－) 5.7×10－10 逆向 取少量氨水于試管中，滴加2～3滴酚酞溶液，再加入少量醋酸銨固體，充分振蕩后溶液紅色變淺，證明NH3·H2O是弱電解質(或其他合理答案)

【解析】

（1）①根據反應的焓變等于反應物的鍵能和減去生成物的鍵能和進行計算；

②根據△G=△H2-T△S＜0進行分析；

（2）根據圖像進行分析；

（3）根據Ka(CH3COOH)計算溶液的pH值，等濃度等體積的CH3COOH溶液和的氨水混合恰好生成CH3COONH4，結合電荷守恒式得出結果；

（4）向0.1 mol·L-1氨水中加入少量NH4Cl固體，溶液中NH4+濃度增大，NH3·H2ONH4++OH-的電離平衡逆向移動；欲證明NH3·H2O是弱電解質，可取少量氨水于試管中，滴加2～3滴酚酞試液，再加入少量醋酸銨固體，充分振蕩后溶液紅色變淺，即可證明NH3·H2O是弱電解質。

（1）①根據反應的焓變等于反應物的鍵能和減去生成物的鍵能和可知：CH3CH2OH(g)+1/2O2(g)CH3CHO(g)+H2O(g) △H1=(414×5+332+464+326+498×1/2)kJ·mol-1-(414×4+332+728+464×2)kJ·mol-1=-203kJ·mol-1，故答案為：-203kJ·mol-1。

②已知2CH3CHO(g)+O2(g)2CH3COOH(g)的△S＜0，若2CH3CHO(g)+O2(g) 2CH3COOH(g)反應可自發進行，則△G=△H2-T△S＜0，故△H2＜0；

故答案為：＜。

（2）

A.氣體的總質量不變，混合氣體的體積增大，則密度先減小后不變，故A正確；

B.氣體的總質量不變，混合氣體的總物質的最變大，平衡摩爾質量逐漸變小，最終不變，故B錯誤；

C.隨反應的進行，反應物的量逐漸減小，生成物的量逐漸增大，最終不變，故C正確；

D.反應物的轉化率未平衡前增大，平衡后不變，故D正確。

故答案為：B。

（3）①已知CH3COOHCH3COO-+H+，25℃，0.lmol·L-1CH3COOH溶液中Ka(CH3COOH)=[c(H+)×c(CH3COO-)]÷c(CH3COOH)=1.75×10-5，則c(H+)2=1.75×10-5÷c(CH3COOH)=1.75×10-5÷0.1mol/L=1.75×10-6，c(H+)=×10-3mol/L=1.3×10-3mol/L，此時溶液的pH=3-lg1.3=2.9；

CH3COOH的電離能力和NH3·H2O相同，則CH3COO-和NH4+水解能力也相同，則CH3COONH4溶液顯中性，等濃度等體積的CH3COOH溶液和的氨水混合恰好生成CH3COONH4，結合電荷守恒式c(CH3COO-)+c(OH-)=c(NH4+)+c(H+)，所得溶液中離子濃度大小關系為c(CH3COO-)=c(NH4+)>c(H+)=c(OH-)；

故答案為：2.9，c(CH3COO－)=c(NH4+)＞c(H＋)=c(OH－)。

②已知NH4++H2ONH3·H2O+H+，此時Kh=Kw÷Kb(NH3·H2O)=1×10-14÷1.75×10-5=5.7×10-10，

故答案為：5.7×10-10。

③25℃，向0.1 mol·L-1氨水中加入少量NH4Cl固體，溶液中NH4+濃度增大，NH3·H2ONH4++OH-的電離平衡逆向移動；欲證明NH3·H2O是弱電解質，可取少量氨水于試管中，滴加2～3滴酚酞試液，再加入少量醋酸銨固體，充分振蕩后溶液紅色變淺，即可證明NH3·H2O是弱電解質，故答案為：逆向；取少量氨水于試管中，滴加2～3滴酚酞溶液，再加入少量醋酸銨固體，充分振蕩后溶液紅色變淺，證明NH3·H2O是弱電解質(或其他合理答案)。