Question

3．（1）甲烷、氢气、一氧化碳燃烧热分别为 akJ•mol^-1，bkJ•mol^-1，ckJ•mol^-1，工业上利用天燃气和二氧化碳反应制备合成气（CO、H₂），其热化学反应方程式为CH₄（l）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g）△H=-（a-2b-2c）kJ•mol^-1．
（2）在室温下，下列溶液中①0.1mol/LCH₃COONH₄，②0.1 mol/L NH₄HSO₄，③0.1mol/L NH₃•H₂O
④0.1mol/LNH₄Cl，请根据要求回答问题：
溶液①和②中c（NH₄⁺）的大小关系是①＜②（填“＞”、“＜”或“=”）．
将一定体积的溶液③和溶液④混合，所得溶液的pH=7，则该溶液中离子浓度的由大到小顺序是：c（Cl^-）=c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）
（3）25℃时，将一定体积和浓度的醋酸与醋酸钠溶液相混合，若所得混合液pH=6，则该混合液中c（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=9.9×10^-7mol/L．

Answer 1

分析 （1）根据甲烷、氢气、一氧化碳的燃烧热分先书写热方程式，再利用盖斯定律来分析天燃气和二氧化碳反应制备合成气（CO、H₂）的热化学方程式；
（2）醋酸根离子促进了铵根离子的水解，硫酸氢铵中氢离子抑制了铵根离子的水解；溶液的pH=7，反应后溶液为中性，则c（OH^-）=c（H⁺），根据电荷守恒可知：c（Cl^-）=c（NH₄⁺）；
（3）pH=6溶液中，c（H⁺）=10^-6mol/L，c（OH^-）=10^-8mol/L，根据电荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO^-）计算．

解答 解：（1）甲烷、氢气、一氧化碳的燃烧热分别为akJ•mol^-1，bkJ•mol^-1，ckJ•mol^-1，则
①CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-ckJ•mol^-1 
②CH₄（l）+2O₂（g）=CO₂（g）+2 H₂O（l）△H=-akJ•mol^-1 
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-bkJ•mol^-1
由盖斯定律可知用②-①×2-③×2得反应CH₄（l）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g），
该反应的反应热△H=-akJ•mol^-1-（-2c）kJ•mol^-1-（-2bkJ•mol^-1）=-（a-2b-2c）kJ•mol^-1，
故答案为：CH₄（l）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g）△H=-（a-2b-2c）kJ•mol^-1；
（2）CH₃COONH₄溶液中醋酸根离子促进了铵根离子的水解，NH₄HSO₄溶液中氢离子抑制了铵根离子的水解，则溶液①和②中c（NH₄⁺）的大小关系是①＜②；
将一定体积的溶液③0.1mol/L NH₃•H₂O、④0.1mol/LNH₄Cl混合，所得溶液的pH=7，反应后溶液为中性，则c（OH^-）=c（H⁺），根据电荷守恒可知：c（Cl^-）=c（NH₄⁺），则溶液中离子浓度当大小为：c（Cl^-）=c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺），
故答案为：＜； c（Cl^-）=c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）；
（3）pH=6溶液中c（H⁺）=10^-6mol/L，c（OH^-）=10^-8mol/L，根据电荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO^-）可知：c（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=10^-6mol/L-10^-8mol/L=9.9×10^-7 mol/L，
故答案为：9.9×10^-7 mol/L．

点评 本题考查了离子浓度大小比较，题目难度中等，涉及盐的水解原理及其影响、热化学方程式的书写、离子浓度大小比较等知识，注意掌握电荷守恒、物料守恒及盐的水解原理在判断离子浓度大小中应用方法，明确热化学方程式的书写原则．