Question

【题目】二氧化碳是导致温室效应的主要气体，其对应的水溶液碳酸是可乐饮料的主要成分之一。回答下列问题：

（1）下列事实中，能证明碳酸是弱酸的是________

A．碳酸不稳定，易分解为二氧化碳和水

B．用氢氧化钠溶液中和等浓度的碳酸溶液，需要氢氧化钠溶液的体积是碳酸体积的2倍

C．相同条件下，碳酸的导电能力低于相同浓度的硫酸溶液

D．常温下，5.0×10-6mol/L的碳酸溶液pH值为6

（2）煤的燃烧也是导致温室效应的原因之一，其燃烧有下列两种途径：

途径I：C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=Q1kJ/mol

途径II：先制水煤气：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=Q2kJ/mol

再燃烧水煤气：CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH=Q3kJ/mol

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=Q4kJ/mol

则Q1、Q2、Q3、Q4的数学关系式是___________________________________；

（3）常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH=5.6，c（H2CO3）=1.5×10-5 mol/L。

①若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCO3－+H+的平衡常数K1=_______，该步电离的电离度α=______（已知：10-5.6=2.5×10-6，保留一位小数）；

②常温下，0.10 mol/L NaHCO3溶液的pH等于8.0，则此时溶液中c（H2CO3）_____c（CO32-）（填“>”“=”或“<”），原因是__________________________________________________；（用离子方程式和必要的文字说明）；

③向饱和碳酸溶液中分别加入下列物质，能使碳酸的第一步电离平衡向右移动的是_________

A．HCl气体 B．NaOH固体 C．Na单质 D．苯酚钠溶液

Answer 1

【答案】 CD Q1=Q2+Q3+Q4（或其它等式） 4.2×10-7 mol·L-1 14.3% > HCO3－CO32－+H+、HCO3－+H2OH2CO3+OH－,HCO3－的水解程度大于电离程度 BCD

【解析】(1)A说明碳酸不稳定，与酸的强弱没有关系，故A错误；B、酸碱中和反应只能说明碳酸具有酸性，不能说明其酸性强弱，故B错误；C、导电能力取决于溶液中自由离子浓度的大小，相同条件下，碳酸的导电能力低于相同浓度的硫酸溶液，说明碳酸没有完全电离，即存在电离平衡，说明碳酸是弱酸，故C正确；D、常温下，5.0×10-6mol/L的碳酸溶液，若完全电离，则c(H+)=1.0×10-5mol/L，即pH值为5，但实际上溶液pH值为6，说明碳酸没有完全电离，因此碳酸是弱酸。本题正确答案为CD。

(2)途径途径I就是途径II三个反应的加和，所以由盖斯定律可得Q1=Q2+Q3+Q4；

(3) ①若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3HCO3－+H+的平衡常数K1= = 4.2×10-7 mol·L-1；其电离度α= ×100% = ×100%=14.3%；②常温下，0.10 mol/L NaHCO3溶液的pH等于8.0，说明HCO3－的水解程度大于其电离程度，所以水解生成的c（H2CO3）大于电离生成的c（CO32-）；其离子方程式分别为HCO3－+ H2OH2CO3+OH－和HCO3－CO32－+H+；③根据碳酸的第一步电离平衡H2CO3 HCO3－+H+，A、通入HCl气体，增大c(H+)，平衡向左移动，故A错误；B、加入NaOH固体，中和了H+，使c(H+)减小，平衡向右移动，则B正确；C、Na单质与水反应生成NaOH，同理平衡向右移动，则C正确；D、苯酚钠溶液水解呈碱性，生成的OH—中和了H+，使c(H+)减小，平衡向右移动，故D正确。本题正确答案为BCD。