Question

【題目】以下是對(duì)化學(xué)反應(yīng)變化過(guò)程及結(jié)果的研究．按要求回答問(wèn)題：
（1）已知：甲醇脫水反應(yīng)2CH3OH（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g）△H1=﹣23.9kJmol﹣1
甲醇制烯烴反應(yīng)2CH3OH（g）=C2H4 （g）+2H2O（g）D△H2=﹣29.1kJmol﹣1
乙醇異構(gòu)化反應(yīng)C2H5OH（g）=CH3OCH3（g））D△H3=+50.7kJmol﹣1
則乙烯氣相直接水合反應(yīng)：C2H4 （g）+H2O（g）=C2H5OH（g）的△H= ．
（2）在25℃下，將pH=a的氫氧化鈉溶液與pH=b的醋酸溶液等體積混合，若兩溶液恰好完全反應(yīng)，則a+b14（填＞、“＜”或“=”）；該溫度下醋酸的電離常數(shù)K=（用含a、b的式子精確表示）
（3）用一個(gè)離子方程式表示反應(yīng)：100ml 3molL﹣1NaOH溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48LCO2；所得溶液中離子濃度大小排列順序?yàn)椋?/span>；
（4）廢氨水可以轉(zhuǎn)化成氨，氨再設(shè)計(jì)成堿性燃料電池．圖是該燃料電池示意圖，產(chǎn)生的X氣體可直接排放到大氣中．a(chǎn)電極電極反應(yīng)式為；T℃下，某研究員測(cè)定NH3H2O的電離常數(shù)為1.8×10﹣5 ， NH4+的水解平衡常數(shù)為1.5×10﹣8（水解平衡也是一種化學(xué)平衡，其平衡常數(shù)即水解常數(shù)），則該溫度下水的離子積常數(shù)為 ， 請(qǐng)判斷T25℃（填“＞”“＜”“=”）

Answer 1

【答案】
（1）﹣45.5kJ/mol
（2）＞；
（3）3OH﹣+2CO2═CO32﹣+HCO3﹣+H2O；C（Na+）＞C（HCO3﹣）＞C（CO32﹣）＞C（OH﹣）＞C（H+）
（4）2NH3+6OH﹣﹣6e﹣=N2+6H2O；2.7×10﹣13；＞
【解析】解：（1.）已知：甲醇脫水反應(yīng) ①2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H1=﹣23.9kJmol﹣1甲醇制烯烴反應(yīng) ②2CH3OH（g）═C2H4（g）+2H2O（g）△H2=﹣29.1kJmol﹣1乙醇異構(gòu)化反應(yīng) ③C2H5OH（g）═CH3OCH3（g）△H3=+50.7kJmol﹣1 ， 根據(jù)蓋斯定律①﹣②﹣③可得：C2H4（g）+H2O（g）═C2H5OH（g）△H=（﹣23.9+29.1﹣50.7）kJ/mol=﹣45.5kJ/mol，所以答案是：﹣45.5kJ/mol；
（2.）pH=a的氫氧化鈉溶液中c（NaOH）=c（OH﹣）=10a﹣14mol/L，醋酸部分電離，則pH=b的醋酸溶液中c（醋酸）＞10﹣bmol/L，酸堿恰好中和，則酸的物質(zhì)的量與堿的物質(zhì)的量相等，則c（NaOH）=c（OH﹣）=10a﹣14mol/L=c（醋酸）＞10﹣bmol/L，所以10a﹣14＞10﹣b ， 則a+b＞14；c（醋酸）=c（NaOH）=10a﹣14mol/L，c（H+）=c（CH3COO﹣）=10﹣bmol/L，則醋酸的電離常數(shù)K= = = ，所以答案是：＞； ；
（3.）100mL 3molL﹣1的NaOH的物質(zhì)的量=3mol/L×0.1L=0.3mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48LCO2的物質(zhì)的量= =0.2mol，這樣OH﹣：2CO2=3：2；離子方程式為：3OH﹣+2CO2═CO32﹣+HCO3﹣+H2O；反應(yīng)后的溶液就是0.1mol的NaHCO3和0.1mol的Na2CO3 ， 無(wú)論碳酸鈉還是碳酸氫鈉，溶液都呈堿性，即：C（OH﹣）＞C（H+），溶液中氫氧根離子有兩個(gè)來(lái)源，一個(gè)是碳酸根離子水解，一個(gè)是碳酸氫根離子水解，碳酸根離子水解程度大于碳酸氫根離子的水解，所以C（HCO3﹣）＞C（CO32﹣）＞C（OH﹣），故溶液中各離子濃度大小順序是C（Na+）＞C（HCO3﹣）＞C（CO32﹣）＞C（OH﹣）＞C（H+），所以答案是：3OH﹣+2CO2═CO32﹣+HCO3﹣+H2O；C（Na+）＞C（HCO3﹣）＞C（CO32﹣）＞C（OH﹣）＞C（H+）；
（4.）在燃料電池中，可燃物充入負(fù)極區(qū)，所以NH3充入的a極作負(fù)極，產(chǎn)生的X氣體為氧化產(chǎn)物，可直接排放到大氣中，說(shuō)明X對(duì)大氣無(wú)污染，因此X為氮?dú)�，由該燃料電池示意圖可知負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物有水，由于是堿性電池，氫氧根離子也參與負(fù)極電極反應(yīng)，綜上所述可寫出負(fù)極反應(yīng)式：2NH3+6OH﹣﹣6e﹣=N2+6H2O；根據(jù)公式Kw=Kh×Kb，T℃下Kw=1.5×10﹣8×1.8×10﹣5=2.7×10﹣13；水的電離是吸熱的，所以溫度越高Kw越大，由于2.7×10﹣13＞1.0×10﹣14 ， 所以T＞25℃，所以答案是：2NH3+6OH﹣﹣6e﹣=N2+6H2O；2.7×10﹣13；＞．