Question

北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C₃H₈），亚特兰大火炬燃料是丙烯（C₃H₆）
（1）丙烷脱氢可得丙烯．已知：C₃H₈（g）→CH₄（g）+HC≡CH（g）+H₂（g）△H₁=+156.6kJ?mol^-1
CH₃CH=CH₂（g）→CH₄（g）+HC≡CH（g）△H₂=+32.4kJ?mol^-1 则相同条件下，反应C₃H₈（g）→CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g）的△H=______kJ?mol^-1
（2）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O₂，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐．电池总反应方程式为______；放电时，CO₃^2-移向电池的______（填“正”或“负”）极．
（3）碳氢化合物完全燃烧生成CO₂和H₂O．常温常压下，空气中的CO₂溶于水，达到平衡时，溶液的pH=5.60，c（H₂CO₃）=1.5×10^-5mol?L^-1．若忽略水的电离及H₂CO₃的第二级电离，则H₂CO₃HCO₃^-+H⁺的平衡常数K₁=______．（已知：10^-5.60=2.5×10^-6）
（4）常温下，0.1mol?L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，则溶液c（H₂CO₃）______c（CO₃^2-）（填“＞”、“=”或“＜”），原因是______（用离子方程式和文字说明）

Answer 1

（1）由C₃H₈（g）→CH₄（g）+HC≡CH（g）+H₂（g）△H₁=+156.6kJ?mol^-1①，
CH₃CH=CH₂（g）→CH₄（g）+HC≡CH（g）△H₂=+32.4kJ?mol^-1 ②，
则根据盖斯定律，反应C₃H₈（g）→CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g）可由①-②得到，
所以△H=△H₁-△H₂=+156.6kJ?mol^-1-（+32.4kJ?mol^-1）=+124.2kJ?mol^-1，故答案为：+124.2；
（2）负极通入丙烷，碳元素的化合价升高，电池的正极通入O₂，氧元素的化合价降低，即丙烷与氧气反应生成二氧化碳和水，
则电池的总反应为C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O，原电池中阴离子向负极移动，即CO₃^2-移向电池的负极，
故答案为：C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O；负；
（3）忽略水的电离及H₂CO₃的第二级电离，pH=5.60，c（H⁺）=10^-5.60=2.5×10^-6mol?L^-1，
由H₂CO₃HCO₃^-+H⁺，
平衡时c（H⁺）=c（HCO₃^-）=2.5×10^-6mol?L^-1，
c（H₂CO₃）=（1.5×10^-5-2.5×10^-6）mol?L^-1，
则Ka=

c(H+)×c(HCO3-)

c(H2CO3)

=4.2×10^-7 mol?L^-1，故答案为：4.2×10^-7 mol?L^-1；
（4）NaHCO₃溶液的pH大于8，则水解大于电离，水解生成H₂CO₃，电离生成CO₃^2-，即HCO₃^-CO₃^2-+H⁺，HCO₃^-+H₂OH₂CO₃+OH^-，
所以c（H₂CO₃）＞c（CO₃^2-），故答案为：＞；HCO₃^-CO₃^2-+H⁺，HCO₃^-+H₂OH₂CO₃+OH^-．