题目内容
【题目】(1)某温度下,纯水的c(H+)=2×10- 7 mol·L-1,则此时c(OH-)为______;若温度不变,滴入稀盐酸使c(H+)=5×10- 4 mol·L-1则溶液中由水电离产生的c(H+)为______,此时温度______(填“高于”、“低于”或“等于”)25℃。
(2)已知C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为:
①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/mol
②H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH2=-242.0 kJ/mol
③CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH3=-283. 0 kJ/mol
写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式:
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(3)常温下,取物质的量浓度相同的NaOH和HCl溶液,以3∶2体积比相混合,所得混合液的pH=12,则原溶液的物质的量浓度为______。(溶液体积变化忽略不计)
(4)常温下,0.l mol·L-1 H3PO4溶液的pH小于7,括号内离子浓度的大小顺序为(H2PO4- 、HPO42- 、PO43- 、OH- 和H +)___________________ 。
【答案】 2×107mol·L-1 8×1011mol·L-1 高于 C(s)+H2O(g)=== CO(g) +H2(g) ΔH=+131.5 kJ/mol 0.05mol·L-1 H + 〉H2PO4-〉HPO42-〉PO43- 〉 OH-
【解析】(1)纯水中水电离方程式为:H2OH++OH-,c(H+)=c(OH-)=2×10-7molL-1,Kw=c(H+)·c(OH-)=2×10-7×2×10-7=4×10-14,温度不变,水的离子积常数不变,滴入稀盐酸使c(H+)=5×10-4molL-1,所以c(OH-)===8×10-11mol/L,酸性溶液中水电离出的氢离子浓度等于溶液中氢氧根离子浓度,所以水电离出的氢离子浓度是8×10-11mol/L,水的电离是吸热反应,升高温度能促进水电离,所以温度越高,水的离子积常数越大,该温度下的水的离子积常数是4×10-14>1×10-14,所以该温度高于25°C
(2)①C(s)+O2(g)═CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol;②H2(g)+O2(g)═H2O(g)△H2=-242.0kJ/mol;③CO(g)+O2(g)═CO2(g)△H3=-283.0kJ/mol;依据盖斯定律计算①-②-③得到,C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.5KJ/mol;
(3)设NaOH和HCl的物质的量浓度均为x,NaOH和HCl溶液以3:2体积比相混合,体积分别为3V、2V,酸碱混合后,pH=12,则碱过量,剩余的c(OH-)=0.01mol/L,则=0.01mol/L,解得x=0.05mol/L;
(4)H3PO4是三元弱酸,在其水溶液中存在:H3PO4H2PO4-+H+、H2PO4-HPO42-+H+、HPO42-PO43-+H+,且一级电离程度大于二级电离程度,二级电离程度大于三级电离程度,则溶液中H2PO4- 、HPO42- 、PO43- 、OH- 和H +的浓度大小顺序为H + 〉H2PO4-〉HPO42-〉PO43- 〉 OH-。