题目内容
（Ⅰ）氨是一种重要的化工原料，氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一．（1）以天然气为原料制H2是合成氨的一条重要的路线．甲烷的部分氧化，其反应式如下：
①CH4（g）+1/2O2 （g）=CO （g）+2H2（g）△H1=-35.6kJ?molˉ1
试判断常温下，上述反应能否自发进行 （填“能”或“否”），有研究认为甲烷部分氧化的机理为：
②CH4（g）+2O2 （g）=CO 2（g）+2H2O（g）△H2=-890.3kJ?molˉ1
③CH4（g）+CO2 （g）=2CO （g）+2H2（g）△H3=247.3kJ?molˉ1
试结合反应①，确定下面热化学反应方程式中的△H值
CH4（g）+H2O （g）=CO （g）+3H2（g）△H= kJ?molˉ1
（2）恒温下，向一个2L的密闭容器中充入1mol N2和2.6mol H2，反应过程中对NH3的浓度进行检测，得到的数据如下表所示：
| 时间/min | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
| c（NH3）/ | 0.08 | 0.14 | 0.18 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
（3）希腊亚里斯多德大学的Marmellos和Stoukides用一种特殊的电解方法合成氨．即在常压下把氢气和用氦气稀释的氮气，分别通入到570℃的电解池中，用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）为介质，金属钯多晶薄膜做电极，转化率高达78%．其实验装置如右图．阴极的电极反应式 ．
（4）用标准盐酸标定某氨水的浓度时应该选择下列哪种指示剂最好 ．
A．甲基橙 B．石蕊 C．酚酞
（Ⅱ） pC类似pH，是指极稀溶液中溶质物质的量浓度的常用对数负值，如溶液中某溶质的浓度为：1×10ˉ3mol?Lˉ1，则pC=-lg（1×10ˉ3）=3．某温度下，H2CO3溶液的pC-pH关系如图．
请回答下列问题：
（1）pH=2～4时，H2CO3溶液中主要存在的离子为 ；
（2）求此温度下H2CO3
H++HCO3ˉ 的电离平衡常数 ；（3）能够抵抗外来少量酸碱的影响、保持自身 pH变化不大的溶液，称之为缓冲溶液．如浓度均为0.1mol?Lˉ1的NaHCO3和Na2CO3混合溶液就是一种缓冲溶液，加入少量酸或碱，由于平衡HCO3ˉ
H++CO32ˉ移动，溶液中H+浓度变化不大．根据上述信息，确定氨水和氯化铵的混和溶液能不能形成缓冲溶液 ．
【答案】分析：（Ⅰ）、（1）根据反应能否自发进行的判据：△H-T△S＜0反应能自发进行来判断；根据盖斯定律来计算反应的焓变；
（2）根据“三行计算法”来确定反应达到化学平衡时氮气的浓度；
（3）电解池的阴极发生得电子的还原反应；
（4）用标准盐酸标定某氨水的浓度时应该选择甲基橙来作为指示剂；
（Ⅱ）、（1）根据图中的内容来确定pH=2～4时，H2CO3溶液中主要存在的离子；
（2）根据电离平衡常数表达式代入数据进行计算；
（3）能够抵抗外来少量酸碱的影响、保持自身pH变化不大的溶液，称之为缓冲溶液，结合氨水的电离和铵根离子的水解来判断．
解答：解：（Ⅰ）、（1）反应CH4（g）+1/2O2 （g）=CO （g）+2H2（g）的△H1=-35.6kJ?molˉ1＜0．△S＞0根据反应能否自发进行的判据：△H-T△S可推知该数值一定是小于0，故反应能自发进行，能，根据反应①②③，结合盖斯定律，可知反应CH4（g）+H2O （g）=CO （g）+3H2（g）△H=①×2-②×
250.3-③×
=250.3kJ?mol-1，故答案为：能；250.3；
（2）根据反应N2 +3H2 ?2NH3
初始浓度：0.5 1.3 0
变化浓度：0.1 0.3 0.2
平衡浓度：0.4 1.0 0.2
所以达到平衡时氮气的浓度是1.0mol/L，故答案为：1.0mol/L；
（3）在电解池中，阴极发生得电子的还原反应，在酸性介质下，氮气得电子的过程为：N2+6e-+6H+=2NH3，故答案为：N2+6e-+6H+=2NH3；
（4）用标准盐酸标定某氨水的浓度时，选择甲基橙能降低滴定误差，故答案为：A；
（Ⅱ）、（1）根据某温度下，H2CO3溶液的pC-pH关系图，可以得出pH=2～4时，H2CO3溶液中主要存在的离子为H+、HCO3-，故答案为：H+、HCO3-；
（2）此温度下H2CO3
H++HCO3-的电离平衡常数K=
=10-6 mol/L，故答案为：10-6mol/L；
（3）氨水的电离能产生铵根离子，铵根离子水解能产生一水合氨分子，氨水和氯化铵的混和溶液能够抵抗外来少量酸碱的影响，保持自身pH变化不大，能形成缓冲溶液，故答案为：能．
点评：本题考查角度广，综合性将强，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度大．
（2）根据“三行计算法”来确定反应达到化学平衡时氮气的浓度；
（3）电解池的阴极发生得电子的还原反应；
（4）用标准盐酸标定某氨水的浓度时应该选择甲基橙来作为指示剂；
（Ⅱ）、（1）根据图中的内容来确定pH=2～4时，H2CO3溶液中主要存在的离子；
（2）根据电离平衡常数表达式代入数据进行计算；
（3）能够抵抗外来少量酸碱的影响、保持自身pH变化不大的溶液，称之为缓冲溶液，结合氨水的电离和铵根离子的水解来判断．
解答：解：（Ⅰ）、（1）反应CH4（g）+1/2O2 （g）=CO （g）+2H2（g）的△H1=-35.6kJ?molˉ1＜0．△S＞0根据反应能否自发进行的判据：△H-T△S可推知该数值一定是小于0，故反应能自发进行，能，根据反应①②③，结合盖斯定律，可知反应CH4（g）+H2O （g）=CO （g）+3H2（g）△H=①×2-②×
250.3-③×=250.3kJ?mol-1，故答案为：能；250.3；（2）根据反应N2 +3H2 ?2NH3
初始浓度：0.5 1.3 0
变化浓度：0.1 0.3 0.2
平衡浓度：0.4 1.0 0.2
所以达到平衡时氮气的浓度是1.0mol/L，故答案为：1.0mol/L；
（3）在电解池中，阴极发生得电子的还原反应，在酸性介质下，氮气得电子的过程为：N2+6e-+6H+=2NH3，故答案为：N2+6e-+6H+=2NH3；
（4）用标准盐酸标定某氨水的浓度时，选择甲基橙能降低滴定误差，故答案为：A；
（Ⅱ）、（1）根据某温度下，H2CO3溶液的pC-pH关系图，可以得出pH=2～4时，H2CO3溶液中主要存在的离子为H+、HCO3-，故答案为：H+、HCO3-；
（2）此温度下H2CO3
H++HCO3-的电离平衡常数K==10-6 mol/L，故答案为：10-6mol/L；（3）氨水的电离能产生铵根离子，铵根离子水解能产生一水合氨分子，氨水和氯化铵的混和溶液能够抵抗外来少量酸碱的影响，保持自身pH变化不大，能形成缓冲溶液，故答案为：能．
点评：本题考查角度广，综合性将强，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度大．
练习册系列答案
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| A、无色 | B、易液化 | C、难溶于水 | D、有刺激性气味 |
