Question

【题目】请回答下列问题：

(1)已知：N2、O2分子中化学键的键能分别是946kJ·mol-1、497 kJ·mol-1.

N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.0kJ·mol-1。则相同条件下破坏1mol NO分子中的化学键需要吸收的能量为_______kJ。

(2)25℃时，pH=5的CH3COOH溶液中．由水电离出的氢离子浓度c(H+)=________ kJ·mol-1；往溶液中加入少量NaOH固体，则溶液中_______(填“增大”、“减小”或“不变”)，写出表示该混合溶液中所有离子浓度之间的一个等式：_________________。

(3)25℃下，向某Na2CO3溶液中加入稀盐酸，其中含碳元素的各种微粒物质的量分数(φ)随溶液pH变化的部分情况如图所示。

①在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-______(填“能”或“不能”)大量共存。

②当pH =7时,溶液中含碳元素的微粒主要为________。溶液中各种离子的物质的量浓度大小关系为______________。

③反应的CO32-+H2OHCO3-+OH-的平衡常数Kh=______________________。

Answer 1

【答案】631.5 10-9 不变 c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+) 不能 HCO3- c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO3-)>c(H+)=c(OH-) 10-4

【解析】

（1）旧键断裂吸收的能量减去新键生成释放的能量值即为反应热；

（2）溶液中pH=-lgc（H+），CH3COOH为酸，水电离出的c（H+）等于溶液中c（OH-）；往溶液中加入少量NaOH固体，反应生成醋酸钠，溶液中c(CH3COOH)/ c(CH3COO-) c(H+)=1/Ka，温度不变电离平衡常数不变，溶液中存在电荷守恒；

（3）常温下在20mL0.1mol/L Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL，先反应生成碳酸氢钠，再与盐酸反应生成二氧化碳、水。

①根据图2可知，pH=8时只有碳酸氢根离子，pH大于8时存在碳酸根离子和碳酸氢根离子离子，pH小于8时存在碳酸和碳酸氢根离子，在同一溶液中，H2CO3、HCO3-、CO32-不能共存；

②pH=7时，溶液中溶质为碳酸氢钠、氯化钠及碳酸，溶液中含碳元素的微粒主要为HCO3-；溶液显示中性，c（H+）=c（OH-），根据电荷守恒判断溶液中各离子浓度大小关系；

③当溶液中c（HCO3-）：c（CO32-）=1：1时，图象可知PH=10，c（H+）=10-10mol/L，由Kw可知c（OH-）=10-4mol/L，据此计算水解平衡常数。

（1）根据N2、O2分子中化学键的键能分别是946kJmol-1、497kJmol-1以及反应N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180kJmol-1可设NO分子中化学键的键能为X，则有：946kJmol-1+497kJmol-1-2X=180kJmol-1得：X=631.5kJmol-1，故答案为：631.5；

（2）25℃时，pH等于5的CH3COOH溶液中c（H+）=1.0×10-5mol/L，Kw=c（OH-）×c（H+）=10-14，溶液中的c（OH-）= Kw / c（H+）=1.0×10-9mol/L，pH等于5的CH3COOH溶液中氢离子来源为乙酸的电离和水的电离，但乙酸溶液中水电离出的氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，所以由水电离出的C（H+）是1.0×10-9mol/L；往溶液中加入少量NaOH固体，反应生成醋酸钠，溶液中c(CH3COOH)/ c(CH3COO-) c(H+)=1/Ka，温度不变电离平衡常数不变，溶液中存在电荷守恒，离子浓度关系为：c（CH3COO-）+c（OH-）=c（Na+）+c（H+），故答案为：1.0×10-9；不变；c（CH3COO-）+c（OH-）=c（Na+）+c（H+）；

（3）常温下在20mL0.1mol/L Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL，先反应生成碳酸氢钠，再与盐酸反应生成二氧化碳、水。

①由反应及图象可知，在同一溶液中，H2CO3、HCO3-、CO32-不能大量共存，故答案为：不能；

②由图象可知，pH=7时，c（OH-）=c（H+），溶液中含碳元素的主要微粒为HCO3-；由电荷守恒可知c（Na+）+c（H+）=c（Cl-）+c（HCO3-）+c（OH-），则c（Na+）>c（Cl-），因HCO3-水解，则c（Na+）>c（Cl-）>c（HCO3-）>c（OH-）=c（H+），故答案为：HCO3-；c（Na+）>c（Cl-）>c（HCO3-）>c（OH-）=c（H+）；

③CO32-的水解常数Kh= c（HCO3-）c（OH-）/ c（CO32-），当溶液中c（HCO3-）：c（CO32-）=1：1时，图象可知PH=10，溶液中c（H+）=10-10mol/L，由Kw可知c（OH-）=10-4mol/L，则Kh= c（OH-）=10-4mol/L，故答案为：10-4。