Question

14．（1）甲醇（CH₃OH）是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)，也可以直接用做燃料．已知：甲醇的燃燒熱486為kJ•mol^-1，試寫出CH₃OH（l）在氧氣中完全燃燒生成CO₂和H₂O（l）的熱化學(xué)方程式：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-486kJ•mol^-1．
（2）常溫下某溶液中由水電離的c（H⁺）=10^-10 mol/L，則該溶液的pH為4或10．
（3）常溫下，向V L pH=12的Ba（OH）₂溶液中逐滴加入一定濃度的NaHSO₄稀溶液，當(dāng)溶液中的Ba²⁺恰好沉淀完全時(shí)，溶液pH=11．則Ba（OH）₂溶液與NaHSO₄溶液的體積比為1：4，NaHSO₄溶液的物質(zhì)的量濃度為0.00125mol/L．
（4）常溫下，0.5mol/L的NH₄Cl溶液的為pH=5．該溶液顯酸性的原因是（用離子方程式表示）NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺．計(jì)算常溫下氨水的電離平衡常數(shù)為5×10^-5mol/L．

Answer 1

分析 （1）燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量，根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法來回答；
（2）常溫下某溶液中由水電離產(chǎn)生的c（H⁺）=10^-10 mol/L，說明水的電離被抑制，可能是酸溶液，也可能是堿溶液；
（3）氫氧化鋇和硫酸氫鈉反應(yīng)鋇離子恰好沉淀，需要Ba（OH）₂和NaHSO₄按照物質(zhì)的量1：1反應(yīng)，設(shè)出硫酸氫鈉溶液的體積為x，結(jié)合反應(yīng)前后溶液pH變化列式計(jì)算出x，從而可知Ba（OH）₂溶液與NaHSO₄溶液的體積比；最后根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算出硫酸氫鈉溶液的濃度；
（4）氯化銨溶液中銨根離子水解溶液顯酸性；寫出氨水電離方程式，計(jì)算出離子濃度，代入電離平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算氨水的電離平衡常數(shù)．

解答 解：（1）甲醇的燃燒熱為486kJ/mol，依據(jù)燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-486kJ•mol^-1，
故答案為：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-486kJ•mol^-1；
（2）酸或堿抑制水電離，含有弱根離子的鹽促進(jìn)水電離，常溫下，kw=c（H⁺）×c（OH^-）=1×10^-14，純水中c（H⁺）=1×10^-7 mol•L^-1，該溶液中由水電離產(chǎn)生的c（OH^-）=1×10^-10mol•L^-1＜1×10^-7 mol•L^-1，說明該溶液抑制水電離，所以該溶液可能是酸也可能是堿，如果是酸溶液，則溶液中氫離子濃度是0.0001mol/L，溶液的pH=4，如果是堿溶液，則溶液中氫原子濃度是1×10^-10 mol•L^-1，溶液的pH=10，
故答案為：4或10；
（3）VL pH=12的Ba（OH）₂溶液中c（OH^-）=10^-2mol/L，含有的氫氧根離子物質(zhì)的量為V×10^-2mol=0.01Vmol，溶液中的Ba²⁺恰好完全沉淀時(shí)反應(yīng)的硫酸氫鈉物質(zhì)的量為0.5V×10^-2mol=0.005Vmol，設(shè)硫酸氫鈉溶液體積為x，依據(jù)反應(yīng)Ba（OH）₂+NaHSO₄=BaSO₄↓+H₂O+NaOH，混合后溶液pH=11，反應(yīng)后的溶液中氫氧根離子濃度為：c（OH^-）=10^-3mol/L，則：$\frac{0.01Vmol-0.005Vmol}{（x+V）L}$=10^-3，解得：x=4VL，則Ba（OH）₂溶液與NaHSO₄溶液的體積比為VL：4VL=1：4；該硫酸氫鈉溶液的濃度為：$\frac{0.005Vmol}{4VL}$=0.00125mol/L，
故答案為：1：4；0.00125mol/L；
（4）在0.5mol/LNH₄Cl溶液中，pH=5．顯酸性，是由于銨根離子水解溶液顯酸性，離子方程式為：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，氨水為弱堿，一水合氨在溶液中部分電離出氫氧根離子，其電離方程式為：NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-；故c（NH₃•H₂O）=c（H⁺）=1×10^-5mol/L，則c（OH^-）=$\frac{{K}_{W}}{C（{H}^{+}）}$=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-5}}$=10^-9mol/L，c（NH₄⁺）=0.5mol/L-1×10^-5mol/L≈0.5mol/L，氨水的電離方程式為：NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-電離平衡常數(shù)K_b（NH₃•H₂O）=$\frac{C（N{{H}_{4}}^{+}）•C（O{H}^{-}）}{C（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$，
把以上數(shù)據(jù)代入平衡常數(shù)表達(dá)式：K_b（NH₃•H₂O）=$\frac{0.5mol/L×1{0}^{-9}mol/L}{1{0}^{-5}mol/L}$=5×10^-5mol/L，
故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；5×10^-5mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱化學(xué)方程式的書寫方法、pH的計(jì)算、鹽類的水解、電離平衡常數(shù)的計(jì)算知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查，題目難度中等，明確溶液中氫氧根離子濃度和溶質(zhì)濃度的關(guān)系是解題關(guān)鍵，注意掌握溶液酸堿性與溶液pH的關(guān)系及計(jì)算方法．