Question

【題目】請回答下列問題：

(1)已知：N2、O2分子中化學鍵的鍵能分別是946kJ·mol-1、497 kJ·mol-1.

N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.0kJ·mol-1。則相同條件下破壞1mol NO分子中的化學鍵需要吸收的能量為_______kJ。

(2)25℃時，pH=5的CH3COOH溶液中．由水電離出的氫離子濃度c(H+)=________ kJ·mol-1；往溶液中加入少量NaOH固體，則溶液中_______(填“增大”、“減小”或“不變”)，寫出表示該混合溶液中所有離子濃度之間的一個等式：_________________。

(3)25℃下，向某Na2CO3溶液中加入稀鹽酸，其中含碳元素的各種微粒物質的量分數(φ)隨溶液pH變化的部分情況如圖所示。

①在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-______(填“能”或“不能”)大量共存。

②當pH =7時,溶液中含碳元素的微粒主要為________。溶液中各種離子的物質的量濃度大小關系為______________。

③反應的CO32-+H2OHCO3-+OH-的平衡常數Kh=______________________。

Answer 1

【答案】631.5 10-9 不變 c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+) 不能 HCO3- c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO3-)>c(H+)=c(OH-) 10-4

【解析】

（1）舊鍵斷裂吸收的能量減去新鍵生成釋放的能量值即為反應熱；

（2）溶液中pH=-lgc（H+），CH3COOH為酸，水電離出的c（H+）等于溶液中c（OH-）；往溶液中加入少量NaOH固體，反應生成醋酸鈉，溶液中c(CH3COOH)/ c(CH3COO-) c(H+)=1/Ka，溫度不變電離平衡常數不變，溶液中存在電荷守恒；

（3）常溫下在20mL0.1mol/L Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL，先反應生成碳酸氫鈉，再與鹽酸反應生成二氧化碳、水。

①根據圖2可知，pH=8時只有碳酸氫根離子，pH大于8時存在碳酸根離子和碳酸氫根離子離子，pH小于8時存在碳酸和碳酸氫根離子，在同一溶液中，H2CO3、HCO3-、CO32-不能共存；

②pH=7時，溶液中溶質為碳酸氫鈉、氯化鈉及碳酸，溶液中含碳元素的微粒主要為HCO3-；溶液顯示中性，c（H+）=c（OH-），根據電荷守恒判斷溶液中各離子濃度大小關系；

③當溶液中c（HCO3-）：c（CO32-）=1：1時，圖象可知PH=10，c（H+）=10-10mol/L，由Kw可知c（OH-）=10-4mol/L，據此計算水解平衡常數。

（1）根據N2、O2分子中化學鍵的鍵能分別是946kJmol-1、497kJmol-1以及反應N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180kJmol-1可設NO分子中化學鍵的鍵能為X，則有：946kJmol-1+497kJmol-1-2X=180kJmol-1得：X=631.5kJmol-1，故答案為：631.5；

（2）25℃時，pH等于5的CH3COOH溶液中c（H+）=1.0×10-5mol/L，Kw=c（OH-）×c（H+）=10-14，溶液中的c（OH-）= Kw / c（H+）=1.0×10-9mol/L，pH等于5的CH3COOH溶液中氫離子來源為乙酸的電離和水的電離，但乙酸溶液中水電離出的氫離子濃度等于氫氧根離子濃度，所以由水電離出的C（H+）是1.0×10-9mol/L；往溶液中加入少量NaOH固體，反應生成醋酸鈉，溶液中c(CH3COOH)/ c(CH3COO-) c(H+)=1/Ka，溫度不變電離平衡常數不變，溶液中存在電荷守恒，離子濃度關系為：c（CH3COO-）+c（OH-）=c（Na+）+c（H+），故答案為：1.0×10-9；不變；c（CH3COO-）+c（OH-）=c（Na+）+c（H+）；

（3）常溫下在20mL0.1mol/L Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL，先反應生成碳酸氫鈉，再與鹽酸反應生成二氧化碳、水。

①由反應及圖象可知，在同一溶液中，H2CO3、HCO3-、CO32-不能大量共存，故答案為：不能；

②由圖象可知，pH=7時，c（OH-）=c（H+），溶液中含碳元素的主要微粒為HCO3-；由電荷守恒可知c（Na+）+c（H+）=c（Cl-）+c（HCO3-）+c（OH-），則c（Na+）>c（Cl-），因HCO3-水解，則c（Na+）>c（Cl-）>c（HCO3-）>c（OH-）=c（H+），故答案為：HCO3-；c（Na+）>c（Cl-）>c（HCO3-）>c（OH-）=c（H+）；

③CO32-的水解常數Kh= c（HCO3-）c（OH-）/ c（CO32-），當溶液中c（HCO3-）：c（CO32-）=1：1時，圖象可知PH=10，溶液中c（H+）=10-10mol/L，由Kw可知c（OH-）=10-4mol/L，則Kh= c（OH-）=10-4mol/L，故答案為：10-4。