Question

（1）①请写出乙烷在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳的化学方程式：

 

．
②已知：C（s）、CO（g）和H₂（g）完全燃烧的热化学方程式分别为：
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）；△H=-394kJ?mol^-1；
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）；△H=-566kJ?mol^-1；
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）；△H=-484kJ?mol^-1；
试写出由C与水蒸气在高温条件下反应生成氢气和一氧化碳的热化学方程式

 

．
③可利用上述反应的相关物质设计一个燃料电池．如用氢氧化钾溶液做电解质溶液，用多孔石墨做电极，在电极上分别充入乙烷和氧气．写出负极的电极反应式

 

． 
（2）常温下，如果取0.1mol?L^-1HA溶液与0.1mol?L^-1NaOH溶液等体积混合（混合后溶液体积的变化忽略不计），测得混合液的pH=8，请回答下列问题：
①混合后溶液的pH=8的原因（用离子方程式表示）：

 

．
②混合溶液中水电离出的c（H⁺）与0.1mol?L^-1NaOH溶液中水电离出的c（H⁺）比较

 

（填＜、＞、=）．
③已知NH₄A溶液为中性，又知将HA溶液加到Na₂CO₃溶液中有气体放出，试推断（NH₄）₂CO₃溶液的pH

 

7（填＜、＞、=）；相同温度下，等物质的量浓度的下列四种盐溶液按pH由大到小的排列顺序为

 

．（填序号）
a．NH₄HCO₃          b．NH₄A          c．（NH₄）₂CO₃         d．NH₄Cl．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学电源新型电池,盐类水解的应用,酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算

专题：化学反应中的能量变化,电离平衡与溶液的pH专题,盐类的水解专题,电化学专题

分析：（1）①根据质量守恒结合反应物和产物来书写化学方程式；
②根据盖斯定律计算化学反应个焓变，根据热化学方程式的书写方法来书写；
③乙烷燃料电池的负极上是燃料发生失电子的氧化反应；
（2）①盐溶液呈碱性说明该盐能水解导致溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度而使溶液呈碱性；
②含有弱根离子的盐能促进水电离，酸或碱能抑制水电离；
③根据题意知，HA的酸性比碳酸强，NH₄A溶液为中性，说明铵根离子和该酸根离子水解程度相同，由此得知铵根离子水解程度小于碳酸根离子，所以（NH₄）₂CO₃中溶液呈碱性；根据铵根离子的水解程度判断溶液酸碱性的大小，溶液浓度越稀，盐的水解程度越大．

解答： 解：（1）①甲烷在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应；生成氢气和一氧化碳，根据题干中提供的反应物和生成物，再根据质量守恒，即可得出C₂H₆+2H₂O

高温    .

催化剂

2CO+5H₂，故答案为：C₂H₆+2H₂O

高温    .

催化剂

2CO+5H₂；
②C（s）、CO（g）和H₂（g）完全燃烧的热化学方程式分别为：
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-394kJ/mol；A
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566kJ/mol；B
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-484kJ/mol；C
将ABC三式作如下变换，A-

1

2

C-

1

2

B可得C_（S）+H₂O_（g）

高温  .

CO_（g）+H_2（g） △H=+131KJ/mol，
故答案为：C_（S）+H₂O_（g）

高温  .

CO_（g）+H_2（g） △H=+131KJ/mol；
③乙烷燃料电池的负极上是燃料发生失电子的氧化反应，在碱性环境下，电极反应方程式书写为：C₂H₆-14e^-+18OH^-═2CO₃^2-+12H₂O，
故答案为：C₂H₆-14e^-+18OH^-═2CO₃^2-+12H₂O；
（2）①等物质的量的一元酸和一元碱恰好反应生成盐和水，生成的盐溶液呈碱性说明该酸是弱酸，生成的盐能水解导致溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，溶液的pH值大于7，水解方程式为：A^-+H₂O?HA+OH^-，故答案为：A^-+H₂O?HA+OH^-；
②该盐含有弱根离子能促进水电离，氢氧化钠是强碱能抑制水电离，所以混合溶液中由水电离出的c（H⁺）＞0.1mol?L^-1NaOH溶液中由水电离出的c（H⁺），
故答案为：＞；
③将HA溶液加到Na₂CO₃溶液中有气体放出，说明HA的酸性比碳酸的强，NH₄A溶液为中性，说明相同条件下，氨水和HA的电离程度相同，所以（NH₄）₂CO₃中铵根离子的水解程度小于碳酸根离子的水解程度，所以溶液的pH＞7；NH₄Cl是强酸弱碱盐，铵根离子水解导致溶液呈酸性，溶液中铵根离子浓度越大，水解程度越小，但水解的个数多，所以氯化铵溶液的pH值大于硫酸铵；NH₄A溶液中阴阳离子的水解程度相等，所以溶液呈中性，溶液的pH值大于氯化铵；    
NH₄HCO₃溶液中铵根离子的水解程度小于碳酸氢根离子的水解程度，溶液呈碱性，碳酸根离子的水解程度大与碳酸氢根离子的水解程度，所以
碳酸铵中，铵根离子的水解程度小于碳酸根离子的水解程度，溶液呈碱性，所以溶液的pH值最大，
则pH大小顺序为c＞a＞b＞d，
故答案为：＞；c＞a＞b＞d．

点评：本题考查了盐溶液呈酸碱性的原因、溶液酸碱性的判断、离子浓度大小的比较等知识点，难度较大，难点是判断相同温度、相同浓度下氯化铵和碳酸铵溶液pH值大小的比较，溶液越稀铵根离子的水解程度越大，但水解的个数少．