Question

（Ⅰ）氨是一种重要的化工原料，氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一．（1）以天然气为原料制H2是合

（Ⅰ）氨是一种重要的化工原料，氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一．（1）以天然气为原料制H2是合成氨的一条重要的路线．甲烷的部分氧化，其反应式如下：①CH4（g）+12O2（g）=CO（g）+2H2（g）△H1=-35.6kJ?mol-1试判断常温下，上述反应能否自发进行______（填“能”或“否”），有研究认为甲烷部分氧化的机理为：②CH4（g）+2O2（g）=CO 2（g）+2H2O（g）△H2=-890.3kJ?mol-1③CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）△H3=247.3kJ?mol-1试结合反应①，确定下面热化学反应方程式中的△H值CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=______kJ?mol-1（2）恒温下，向一个2L的密闭容器中充入1mol N2和2.6mol H2，反应过程中对NH3的浓度进行检测，得到的数据如下表所示： 时间/min 5 10 15 20 25 30 c（NH3）/（mol?L-1） 0.08 0.14 0.18 0.20 0.20 0.20此条件下，该反应达到化学平衡时，氮气的浓度为______．（3）希腊亚里斯多德大学的Marmellos和Stoukides用一种特殊的电解方法合成氨．即在常压下把氢气和用氦气稀释的氮气，分别通入到570℃的电解池中，用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）为介质，金属钯多晶薄膜做电极，转化率高达78%．其实验装置如右图．阴极的电极反应式______．（4）用标准盐酸标定某氨水的浓度时应该选择下列哪种指示剂最好______．A．甲基橙 B．石蕊 C．酚酞（Ⅱ） pC类似pH，是指极稀溶液中溶质物质的量浓度的常用对数负值，如溶液中某溶质的浓度为：1×10-3mol?L-1，则pC=-lg（1×10-3）=3．某温度下，H2CO3溶液的pC-pH关系如图．请回答下列问题：（1）pH=2～4时，H2CO3溶液中主要存在的离子为______；（2）求此温度下H2CO3?H++HCO3-的电离平衡常数______；（3）能够抵抗外来少量酸碱的影响、保持自身 pH变化不大的溶液，称之为缓冲溶液．如浓度均为0.1mol?L-1的NaHCO3和Na2CO3混合溶液就是一种缓冲溶液，加入少量酸或碱，由于平衡HCO3-?H++CO32-移动，溶液中H+浓度变化不大．根据上述信息，确定氨水和氯化铵的混和溶液能不能形成缓冲溶液______．





Answer 1

（Ⅰ）、（1）反应CH₄（g）+

1

2

O₂ （g）=CO （g）+2H₂（g）的△H₁=-35.6kJ?molˉ¹＜0．△S＞0根据反应能否自发进行的判据：△H-T△S可推知该数值一定是小于0，故反应能自发进行，能，根据反应①②③，结合盖斯定律，可知反应CH₄（g）+H₂O （g）=CO （g）+3H₂（g）△H=①×2-②×

1

2

-③×

1

2

=250.3kJ?mol^-1，故答案为：能；250.3；
（2）根据反应N₂ +3H₂ ?2NH₃
初始浓度：0.5    1.3     0
变化浓度：0.1    0.3     0.2
平衡浓度：0.4    1.0     0.2
所以达到平衡时氮气的浓度是0.4mol/L，故答案为：0.4mol/L；
（3）在电解池中，阴极发生得电子的还原反应，在酸性介质下，氮气得电子的过程为：N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃，故答案为：N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃；
（4）用标准盐酸标定某氨水的浓度时，选择甲基橙能降低滴定误差，故答案为：A；
（Ⅱ）、（1）根据某温度下，H₂CO₃溶液的pC-pH关系图，可以得出pH=2～4时，H₂CO₃溶液中主要存在的离子为H⁺、HCO₃^-，故答案为：H⁺、HCO₃^-；  
（2）此温度下H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-的电离平衡常数K=

c(H+)?c(HCO3?)

c(H2CO3)

=10^-6 mol/L，故答案为：10^-6mol/L；
（3）氨水的电离能产生铵根离子，铵根离子水解能产生一水合氨分子，氨水和氯化铵的混和溶液能够抵抗外来少量酸碱的影响，保持自身pH变化不大，能形成缓冲溶液，故答案为：能．