Question

【題目】請按要求回答下列問題:

I.25℃時，物質的量濃度均為0.1mol/L的幾種鹽溶液的pH如表:

序號	①	②	③	④
溶液	NH4Cl	CH3COONH4	NaHCO3	Na2CO3
pH	5	7	8.4	11.6

（1）用離子方程式解釋溶液④能去除油污的原因________________________。

（2）寫出溶液③中電荷守恒的關系式:_________________________________________。

（3）25℃時，溶液①中，由水電離產生的c(OH-)=_______mol/L；

根據溶液②，Ka(CH3COOH )_____Kb(NH3·H2O) (填“>”、“<”或“=”)。

II.根據最新“人工固氮”的研究報道，在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2) 表面與水發生下列反應，

（1）已知: N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1

2H2(g) + O2(g)= 2H2O (1) △H =-571.6kJ·mol-1

則2N2(g) + 6H2O(1)4NH3(g) + 3O2(g) △H=______。

（2）氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料，它可由石英與焦炭在高溫的氮氣流中，通過以下反應制得: 3SiO2(s)+ 6C(s) + 2N2(g) Si3N4(s)+ 6CO(g)。該反應的平衡常數表達式為K=_________。

（3）以N2和H2為反應物(如下圖)，鹽酸酸化的NH4Cl溶液為電解質的原電池，a電極的電極反應式為:____________________________________________。

Answer 1

【答案】 CO32－+ H2OHCO3－+OH－ c(OH－)+ 2c(CO32－) + c(HCO3－) ＝c(H+)+ c(Na+) 10－5 ＝ + 1530 kJ·mol-1 N2 + 6e- + 8H+ = 2NH4+

【解析】I. (1). 在Na2CO3溶液中，碳酸根離子水解使溶液呈堿性，水解方程式為：CO32－+ H2OHCO3－+OH－，堿性條件下可以促進油污水解，從而達到除油污的目的，故答案為：CO32－+ H2OHCO3－+OH－；

(2). 在NaHCO3溶液中，存在的離子有：Na＋、H＋、OH－、HCO3－、CO32－，電荷守恒式為：c(OH－)+ 2c(CO32－) + c(HCO3－) ＝c(H+)+ c(Na+)，故答案為：c(OH－)+ 2c(CO32－) + c(HCO3－) ＝c(H+)+ c(Na+)；

(3). 25℃時，NH4Cl溶液的pH=5，銨根離子結合水電離出的氫氧根離子生成一水合氨，溶液顯酸性，由水電離產生的c(OH)水=c(H+)水=105mol/L，CH3COONH4溶液pH=7，溶液呈中性，說明醋酸根離子和銨根離子水解程度相同，則Ka(CH3COOH)=Kb(NH3H2O)，故答案為：105；=；

II. (1). 已知：① N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1

② 2H2(g) + O2(g)= 2H2O (1) △H =-571.6kJ·mol-1 ，根據蓋斯定律①×2－②×3可得：2N2(g) + 6H2O(1)4NH3(g) + 3O2(g) △H=（-92.4kJ·mol-1 ）×2－（-571.6kJ·mol-1）×3= +1530 kJ·mol-1，故答案為：+1530 kJ·mol-1；

(2). 由反應方程式 3SiO2(s)+ 6C(s) + 2N2(g) Si3N4(s)+ 6CO(g)可知，該反應的平衡常數表達式為K=，故答案為： ；

(3). 該電池的本質反應是氮氣和氫氣合成氨的反應，在該原電池中，氫氣在負極失電子發生氧化反應，氮氣在正極得電子發生還原反應，則a電極反應式為N2 + 6e- + 8H+ = 2NH4+，故答案為：N2 + 6e- + 8H+ = 2NH4+。