Question

17．根據化學反應原理的相關知識，請回答下列問題
（1）常溫下1g CH₄完全燃燒并生成液態水，放出55.6kJ的熱量，寫出CH₄燃燒的熱化學方程式：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-889.6KJ/mol．
（2）固態硫加熱形成氣態硫要吸收能量：1mol固態硫燃燒生成二氧化硫氣體的焓變為△H₁；1mol氣態硫燃燒生成二氧化硫氣體的焓變為△H₂，則△H₁＞△H₂
（3）向一體積不變的密閉容器中加入2molNO₂氣體，發生反應2NO₂（g）?N₂O₄（g），反應達平衡后，NO₂的轉化率為a，在溫度不變的條件下，再向該容器加入2molNO₂氣體，反應重新達平衡后，NO₂的轉化率為b，則a＜b（填“＞”“=”“＜”，）
（4）在25℃下，將a mol•L^-1的氨水與0.01mol•L^-1的鹽酸等體積混合，反應平衡時溶液中c（NH${\;}_{4}^{+}$）=c（Cl^-），則溶液顯中（填“酸”、“堿”或“中”）性；用含a的代數式表示NH₃•H₂O的電離常數K_b=$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$．

Answer 1

分析 （1）計算1mol甲烷完全燃燒生成液態水放出的熱量，注明物質的聚集狀態與反應熱書寫熱化學方程式；
（2）據固態硫加熱形成氣態硫要吸收能量，所以氣態硫能量高結合△H=生成物的能量-反應物的能量解答．
（3）據壓強增大時，平衡向氣體體積減小的方向移動分析；
（4）在25℃下，平衡時溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=0.005mol/L，根據物料守恒得c（NH₃．H₂O）=（0.5a-0.005）mol/L，根據電荷守恒得c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液呈中性，NH₃•H₂O的電離常數K_b=$\frac{c（O{H}^{-}）c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$．

解答 解：（1）1molCH₄在氧氣中燃燒生成CO₂和液態水，放出熱量為55.6kJ×$\frac{1mol×16×g/mol}{1g}$=889.6kJ熱量，
則熱化學方程式為：CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-889.6KJ/mol；
（2）固態硫加熱形成氣態硫要吸收能量，所以氣態硫能量高，又△H=生成物的能量-反應物的能量，1mol固態硫燃燒生成二氧化硫氣體比1mol氣態硫燃燒生成二氧化硫氣體放出的熱量少，則△H大，故答案為：＞；
（3）體積不變，溫度不變的條件下，再向該容器加入1molN₂O₄，由于生成物濃度增大，平衡逆向移動，但逆向移動時壓強增大，所以，移動的結果不如原平衡，所以，N₂O₄的體積分數比原平衡大，故答案為：＜；
（4）在25℃下，平衡時溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=0.005mol/L，根據物料守恒得c（NH₃．H₂O）=（0.5a-0.005）mol/L，根據電荷守恒得c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液呈中性，NH₃•H₂O的電離常數K_b=$\frac{c（O{H}^{-}）c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$=$\frac{1{0}^{-7}×5×1{0}^{-3}}{0.5a-5×1{0}^{-3}}$=$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$，
故答案為：中，$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$；

點評 本題考查弱電解質電離，熱化學方程式的焓變的大小比較，根據電荷守恒確定溶液酸堿性，結合一水合氨電離平衡常數解答問題，注意二者混合后溶液體積增大一倍，物質濃度降為原來一半，為易錯點，題目難度不大．