Question

（Ⅰ）氨是一種重要的化工原料，氨的合成和應(yīng)用是當(dāng)前的重要研究內(nèi)容之一．
（1）恒溫下，向一個2L的密閉容器中充入1mol N₂和2.6mol H₂，反應(yīng)過程中對NH₃的濃度進行檢測，得到的數(shù)據(jù)如下表所示：

時間/min	5	10	15	20	25	30
c（NH3）/（ mol?Lˉ1）	0.08	0.14	0.18	0.20	0.20	0.20

此條件下，該反應(yīng)達到化學(xué)平衡時，氮氣的濃度為

 

．
（2）希臘亞里斯多德大學(xué)的Marmellos和Stoukides用一種特殊的電解方法合成氨．即在常壓下把氫氣和用氦氣稀釋的氮氣，分別通入到570℃的電解池中，用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳遞H⁺）為介質(zhì)，金屬鈀多晶薄膜做電極，轉(zhuǎn)化率高達78%．其實驗裝置如圖甲．陰極的電極反應(yīng)式

 

．

（3）用標準鹽酸標定某氨水的濃度時應(yīng)該選擇下列哪種指示劑最好

 

．
A．甲基橙        B．石蕊       C．酚酞
（Ⅱ） pC類似pH，是指極稀溶液中溶質(zhì)物質(zhì)的量濃度的常用對數(shù)負值，如溶液中某溶質(zhì)的濃度為：1×10ˉ³mol?Lˉ¹，則pC=-lg（1×10ˉ³）=3．某溫度下，H₂CO₃溶液的pC-pH關(guān)系如圖乙．
請回答下列問題：
（1）pH=2～4時，H₂CO₃溶液中主要存在的離子為

 

；
（2）求此溫度下H₂CO₃?H⁺+HCO₃ˉ 的電離平衡常數(shù)

 

；
（3）能夠抵抗外來少量酸堿的影響、保持自身 pH變化不大的溶液，稱之為緩沖溶液．如濃度均為0.1mol?Lˉ¹的NaHCO₃和Na₂CO₃混合溶液就是一種緩沖溶液，加入少量酸或堿，由于平衡HCO₃ˉ?H⁺+CO₃²ˉ移動，溶液中H⁺濃度變化不大．根據(jù)上述信息，確定氨水和氯化銨的混和溶液能不能形成緩沖溶液

 

．

Answer 1

考點：弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡,化學(xué)平衡的計算,鹽類水解的應(yīng)用,滴定實驗中指示劑的使用

專題：化學(xué)平衡專題,電離平衡與溶液的pH專題

分析：（Ⅰ）（1）依據(jù)圖表數(shù)據(jù)判斷平衡時氨氣濃度為0.20mol/L，結(jié)合起始量，利用化學(xué)平衡三段式列式計算平衡濃度；
（2）電解池的陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)；
（3）用標準鹽酸標定某氨水的濃度時應(yīng)該選擇甲基橙來作為指示劑；
（Ⅱ）（1）根據(jù)圖中的內(nèi)容來確定pH=2～4時，H₂CO₃溶液中主要存在的離子；
（2）根據(jù)電離平衡常數(shù)表達式代入數(shù)據(jù)進行計算；
（3）能夠抵抗外來少量酸堿的影響、保持自身pH變化不大的溶液，稱之為緩沖溶液，結(jié)合氨水的電離和銨根離子的水解來判斷．

解答： 解：（Ⅰ）（1）圖表數(shù)據(jù)判斷平衡時氨氣濃度為0.20mol/L，物質(zhì)的量為0.20mol/L×2L=0.40mol，結(jié)合起始量，利用化學(xué)平衡三段式列式計算平衡濃度
             N₂ +3H₂ =2NH₃
起始量（mol） 1    2.6   0
變化量（mol） 0.2  0.6  0.4
平衡量（mol） 0.8  2    0.4
得到平衡后物質(zhì)濃度c（N₂）

0.8mol

2L

=0.4mol/L；
故答案為：0.4mol/L；
（2）在電解池中，陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，在酸性介質(zhì)下，氮氣得電子的過程為：N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃，
故答案為：N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃；
（3）用標準鹽酸標定某氨水的濃度時，二者恰好反應(yīng)生成的氯化銨顯酸性，而甲基橙的變色范圍為3.1-4.4，選擇甲基橙能降低滴定誤差，
故答案為：A；
（Ⅱ）（1）根據(jù)某溫度下，H₂CO₃溶液的pC-pH關(guān)系圖，可以得出pH=2～4時，H₂CO₃溶液中主要存在的離子為H⁺、HCO₃^-，
故答案為：H⁺、HCO₃^-；
（2）從圖象可知，在pH=0時，H⁺、HCO₃^-、H₂CO₃的pC分別為：0、9、3，則三者濃度分別為：1mol/L、10^-9mol/L、10^-3mol/L，此溫度下H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-的電離平衡常數(shù)K=

c(H+)?c(HCO3-)

c(H2CO3)

=

1×10-9

10-3

=10^-6mol/L，
故答案為：10^-6mol/L；
（3）氨水的電離能產(chǎn)生銨根離子，銨根離子水解能產(chǎn)生一水合氨分子，氨水和氯化銨的混和溶液能夠抵抗外來少量酸堿的影響，
保持自身pH變化不大，能形成緩沖溶液，
故答案為：能．

點評：本題考查角度廣，綜合性將強，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力，難度大．要充分利用數(shù)據(jù)判斷平衡和計算平衡常數(shù)．