Question

【题目】丙烷在燃烧时能放出大量的热，它也是液化石油气的主要成分，作为能源应用于人们的日常生产和生活。已知:

①2C3H8(g) + 7O2 (g)= 6CO(g) + 8H2O(l) △H1=-2741.8 kJ/mol

②2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) △H2 =-566 kJ/mol

(1) 反应C3H8(g) + 5O2(g)= 3CO2(g) + 4H2O (1) 的△H=_______。

(2) 现有lmol C3H8 在不足量的氧气里燃烧，生成1mol CO 和2mol CO2 以及气态水，将所有的产物通入一个固定体积为1L 的密闭容器中，在一定条件下发生如下可逆反应：CO(g)+ H2O (g) CO2(g)+H2(g) △H= +4 1.2 kJ/mol

①下列事实能说明该反应达到平衡的是______

a.体系中的压强不发生变化

b.v正(H2) = v逆(CO)

c.混合气体的平均相对分子质量不发生变化

d.CO2的浓度不再发生变化

②5min 后体系达到平衡，经测定，H2 为0.8mol,则平衡常数K=_______。

③其他条件不变，向平衡体系中充入少量CO 则平衡常数_____ (填增大、减小或不变)。

(3) 依据(1)中的反应可以设计一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丙烷气体；燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在其内部可以传导O2-。在电池内部O2-由______极移向______ 极(填“正”或“负”)；电池的负极电极反应式为____________。

(4) 用上述燃料电池和惰性电极电解足量Mg(NO3)2 和NaCl 的混合溶液。电解开始后阴极的现象为____________________________。

Answer 1

【答案】 -2219.9 kJ/mol bd 3.5 不变 正 负 C3H8+10O2- -20e-=3CO2↑+4H2O 有大量无色气泡（或气体）产生，并且有白色沉淀产生

【解析】(1)利用盖斯定律，根据所求的热化学方程式，[①+②×3]/2即得C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g) +4H2O(1)，所以△H=[-2741.8kJ/mol+(-566kJ/mol)×3]/2= -2219.9kJ/mol；

(2)①已知化学平衡CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)是一个反应前后气体体积不变的吸热反应，反应过程中压强始终不变，故a错误；当正逆反应速率相等时，反应已达平衡，故b正确；混合气体的平均相对分子质量由M=m/n可得，M始终不变，故c错误；各组分的浓度不再变化，说明反应已达平衡，故d正确。正确答案为bd；

②已知反应起始时c(CO)=1mol/L，c(H2O)=4mol/L，c(CO2)=2mol/L，c(H2)=0，达到平衡时c(H2)=0.8mol/L，则c(CO2)=2.8mol/L，c(CO)=0.2mol/L，c(H2O)=3.2mol/L，因此K== =3.5；

③由于平衡常数只与温度有关，所以在温度不变时再充入少量CO，平衡常数是不变的；

(3)根据原电池的工作原理，电池内部电解质中的阴离子由正极向负极移动，其中通空气的一极为正极，通丙烷的一极为负极，则正极反应式为O2+4e-=2O2-，而负极反应式为C3H8+10O2- -20e-=3CO2↑+4H2O；

(4)用惰性电极电解足量Mg(NO3)2和NaCl的混合溶液，阴极附件溶液中的阳离子放电能力强的是H+，2H++2e-=H2，而阳极附近溶液中的阴离子放电能力强的是Cl-，2Cl—2e-=Cl2，同时在阴极附近的溶液中生成的OH-与Mg2+结合生成Mg(OH)2沉淀，所以电解开始后，阴极的现象是有大量无色气泡（或气体）和白色沉淀产生。