Question

【題目】二氧化碳是導致溫室效應的主要氣體，其對應的水溶液碳酸是可樂飲料的主要成分之一。回答下列問題：

(1)下列事實中，能證明碳酸是弱酸的是________.

A．碳酸不穩定，易分解為二氧化碳和水

B．用氫氧化鈉溶液中和等濃度的碳酸溶液，需要氫氧化鈉溶液的體積是碳酸體積的2倍

C．相同條件下，碳酸的導電能力低于相同濃度的硫酸溶液

D．常溫下，5.0×10-6mol/L的碳酸溶液pH值為6

(2)煤的燃燒也是導致溫室效應的原因之一，其燃燒有下列兩種途徑：

途徑I：C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=Q1kJ/mol

途徑II：先制水煤氣：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=Q2kJ/mol;再燃燒水煤氣：CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH=Q3kJ/mol;H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=Q4kJ/mol則Q1、Q2、Q3、Q4的數學關系式是___________________________________；

(3)常溫常壓下，空氣中的CO2溶于水，達到平衡時，溶液的pH=5.6，c(H2CO3)=1.5×10-5 mol/L。

①向飽和碳酸溶液中分別加入下列物質，能使碳酸的第一步電離平衡向右移動的是_________

A．HCl氣體 B．NaOH固體 C．Na單質 D．苯酚鈉溶液

②若忽略水的電離及H2CO3的第二級電離，則H2CO3HCO3－+H+的平衡常數K1=_______。(已知：10-5.6=2.5×10-6，保留一位小數)；

Answer 1

【答案】CD Q1=Q2+Q3+Q4 BCD 4.2×10-7 mol·L-1

【解析】

(1) A．碳酸易分解為二氧化碳和水, 說明碳酸不穩定；故A錯誤；B．用氫氧化鈉溶液中和等濃度的碳酸溶液，需要氫氧化鈉溶液的體積是碳酸體積的2倍，說明碳酸是二元酸，不能證明是弱酸，故B錯誤；C.導電能力取決于溶液中自由離子濃度的大小,相同條件下,碳酸的導電能力低于相同濃度的硫酸溶液,說明碳酸沒有完全電離,即存在電離平衡,說明碳酸是弱酸,故C正確;D.常溫下,5.010-6mo/L的碳酸溶液,若完全電離,則c(H+)=1.010-5mol/L,即pH值為5,但實際上溶液pH值為6,說明碳酸沒有完全電離,因此碳酸是弱酸。答案為CD。
(2)由 ①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=Q2kJ/mol;②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH=Q3kJ/mol;③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH=Q4kJ/mol知 ①+②+③得： C(s)+O2(g)=CO2(g)所以Q1、Q2、Q3、Q4的關系式是Q1=Q2+Q3+Q4；答案：Q1=Q2+Q3+Q4。

(3) ①H2CO3=HCO3-+H+ HCO3-=H+ + CO32-，A.向飽和碳酸溶液加入HCl氣體平衡向左移動: B.向飽和碳酸溶液加入NaOH固體平衡向右移動;C.向飽和碳酸溶液加入Na單質平衡向右移動: 因為苯酚的酸性比碳酸弱，所以向飽和碳酸溶液加入苯酚鈉溶液平衡向右移動。答案：BCD。

②pH=5.6，c(H+)=, c(H2CO3)=1.5×10-5 mol/L。若忽略水的電離及H2CO3的第二級電離，則H2CO3 HCO3－+H+的平衡常數K1=c(H+)c(HCO3－)/c(H2CO3)=( 110-5.6)2/ 1.5×10-5 =4.2×10-7 mol·L-1。