题目内容
【题目】请按要求回答下列问题:
I.25℃时，物质的量浓度均为0.1mol/L的几种盐溶液的pH如表:
序号 | ① | ② | ③ | ④ |
溶液 | NH4Cl | CH3COONH4 | NaHCO3 | Na2CO3 |
pH | 5 | 7 | 8.4 | 11.6 |
（1）用离子方程式解释溶液④能去除油污的原因________________________。
（2）写出溶液③中电荷守恒的关系式:_________________________________________。
（3）25℃时，溶液①中，由水电离产生的c(OH-)=_______mol/L；
根据溶液②，Ka(CH3COOH )_____Kb(NH3·H2O) (填“>”、“<”或“=”)。
II.根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2) 表面与水发生下列反应，
（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
则2N2(g) + 6H2O(1)4NH3(g) + 3O2(g) △H=______。
（2）氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得: 3SiO2(s)+ 6C(s) + 2N2(g) Si3N4(s)+ 6CO(g)。该反应的平衡常数表达式为K=_________。
（3）以N2和H2为反应物(如下图)，盐酸酸化的NH4Cl溶液为电解质的原电池，a电极的电极反应式为:____________________________________________。
【答案】 CO32－+ H2O
HCO3－+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，碳酸根离子水解使溶液呈碱性，水解方程式为：CO32－+ H2O
HCO3－+OH－，碱性条件下可以促进油污水解，从而达到除油污的目的，故答案为：CO32－+ H2OHCO3－+OH－；
(2). 在NaHCO3溶液中，存在的离子有：Na＋、H＋、OH－、HCO3－、CO32－，电荷守恒式为：c(OH－)+ 2c(CO32－) + c(HCO3－) ＝c(H+)+ c(Na+)，故答案为：c(OH－)+ 2c(CO32－) + c(HCO3－) ＝c(H+)+ c(Na+)；
(3). 25℃时，NH4Cl溶液的pH=5，铵根离子结合水电离出的氢氧根离子生成一水合氨，溶液显酸性，由水电离产生的c(OH)水=c(H+)水=105mol/L，CH3COONH4溶液pH=7，溶液呈中性，说明醋酸根离子和铵根离子水解程度相同，则Ka(CH3COOH)=Kb(NH3H2O)，故答案为：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 ，根据盖斯定律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，故答案为：+1530 kJ·mol-1；
(2). 由反应方程式 3SiO2(s)+ 6C(s) + 2N2(g) Si3N4(s)+ 6CO(g)可知，该反应的平衡常数表达式为K=
，故答案为： 
；
(3). 该电池的本质反应是氮气和氢气合成氨的反应，在该原电池中，氢气在负极失电子发生氧化反应，氮气在正极得电子发生还原反应，则a电极反应式为N2 + 6e- + 8H+ = 2NH4+，故答案为：N2 + 6e- + 8H+ = 2NH4+。
