Question

【题目】二碳化学的研究在工业生产中具有重要意义。

（1）在一定温度和压强下，已知：

化学键	C—H	C—O	O—H	C===O	O===O	C—C
键能/(kJ·mol－1)	414	326	464	728	498	332

①CH3CH2OH(g)＋1/2O2(g)CH3CHO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝________。

②若反应2CH3CHO(g)＋O2(g)2CH3COOH(g)可自发进行，则CH3CH2OH(g)＋O2(g)CH3COOH(g)＋H2O(g)　ΔH2________(填“＞”“＜”或“＝”)0。

（2）将一定量的CH3CH2OH和O2充入恒温、恒压密闭容器中，发生反应2CH3CH2OH(g)＋O2(g)2CH3CHO(g)＋2H2O(g)至平衡状态。下列图象不合理的是________(填字母)。

（3）已知：25 ℃，Ka(CH3COOH)＝1.75×10－5，Kb(NH3·H2O)＝1.75×10－5，≈1.3，lg 1.3≈0.1。

①25 ℃，0.1 mol·L－1CH3COOH溶液的pH＝______；将0.1 mol·L－1CH3COOH溶液与0.1 mol·L－1的氨水等体积混合，所得溶液中离子浓度大小关系为_______________________________。

②25 ℃，0.2 mol·L－1NH4Cl溶液中NH4+水解反应的平衡常数Kh＝________。(保留2位有效数字)

③25 ℃，向0.1 mol·L－1氨水中加入少量NH4Cl固体，NH3·H2ONH4+＋OH－的电离平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动；请用氨水和某种铵盐(其他试剂与用品自选)，设计一个实验证明NH3·H2O是弱电解质____________________________________。

Answer 1

【答案】－203 kJ·mol－1 ＜ B 2.9 c(CH3COO－)＝c(NH4+)＞c(H＋)＝c(OH－) 5.7×10－10 逆向 取少量氨水于试管中，滴加2～3滴酚酞溶液，再加入少量醋酸铵固体，充分振荡后溶液红色变浅，证明NH3·H2O是弱电解质(或其他合理答案)

【解析】

（1）①根据反应的焓变等于反应物的键能和减去生成物的键能和进行计算；

②根据△G=△H2-T△S＜0进行分析；

（2）根据图像进行分析；

（3）根据Ka(CH3COOH)计算溶液的pH值，等浓度等体积的CH3COOH溶液和的氨水混合恰好生成CH3COONH4，结合电荷守恒式得出结果；

（4）向0.1 mol·L-1氨水中加入少量NH4Cl固体，溶液中NH4+浓度增大，NH3·H2ONH4++OH-的电离平衡逆向移动；欲证明NH3·H2O是弱电解质，可取少量氨水于试管中，滴加2～3滴酚酞试液，再加入少量醋酸铵固体，充分振荡后溶液红色变浅，即可证明NH3·H2O是弱电解质。

（1）①根据反应的焓变等于反应物的键能和减去生成物的键能和可知：CH3CH2OH(g)+1/2O2(g)CH3CHO(g)+H2O(g) △H1=(414×5+332+464+326+498×1/2)kJ·mol-1-(414×4+332+728+464×2)kJ·mol-1=-203kJ·mol-1，故答案为：-203kJ·mol-1。

②已知2CH3CHO(g)+O2(g)2CH3COOH(g)的△S＜0，若2CH3CHO(g)+O2(g) 2CH3COOH(g)反应可自发进行，则△G=△H2-T△S＜0，故△H2＜0；

故答案为：＜。

（2）

A.气体的总质量不变，混合气体的体积增大，则密度先减小后不变，故A正确；

B.气体的总质量不变，混合气体的总物质的最变大，平衡摩尔质量逐渐变小，最终不变，故B错误；

C.随反应的进行，反应物的量逐渐减小，生成物的量逐渐增大，最终不变，故C正确；

D.反应物的转化率未平衡前增大，平衡后不变，故D正确。

故答案为：B。

（3）①已知CH3COOHCH3COO-+H+，25℃，0.lmol·L-1CH3COOH溶液中Ka(CH3COOH)=[c(H+)×c(CH3COO-)]÷c(CH3COOH)=1.75×10-5，则c(H+)2=1.75×10-5÷c(CH3COOH)=1.75×10-5÷0.1mol/L=1.75×10-6，c(H+)=×10-3mol/L=1.3×10-3mol/L，此时溶液的pH=3-lg1.3=2.9；

CH3COOH的电离能力和NH3·H2O相同，则CH3COO-和NH4+水解能力也相同，则CH3COONH4溶液显中性，等浓度等体积的CH3COOH溶液和的氨水混合恰好生成CH3COONH4，结合电荷守恒式c(CH3COO-)+c(OH-)=c(NH4+)+c(H+)，所得溶液中离子浓度大小关系为c(CH3COO-)=c(NH4+)>c(H+)=c(OH-)；

故答案为：2.9，c(CH3COO－)=c(NH4+)＞c(H＋)=c(OH－)。

②已知NH4++H2ONH3·H2O+H+，此时Kh=Kw÷Kb(NH3·H2O)=1×10-14÷1.75×10-5=5.7×10-10，

故答案为：5.7×10-10。

③25℃，向0.1 mol·L-1氨水中加入少量NH4Cl固体，溶液中NH4+浓度增大，NH3·H2ONH4++OH-的电离平衡逆向移动；欲证明NH3·H2O是弱电解质，可取少量氨水于试管中，滴加2～3滴酚酞试液，再加入少量醋酸铵固体，充分振荡后溶液红色变浅，即可证明NH3·H2O是弱电解质，故答案为：逆向；取少量氨水于试管中，滴加2～3滴酚酞溶液，再加入少量醋酸铵固体，充分振荡后溶液红色变浅，证明NH3·H2O是弱电解质(或其他合理答案)。