Question

北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C₃H₈），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C₃H₆）．
（1）丙烷通过脱氢反应可得丙烯．
已知：①C₃H₈（g）→CH₄（g）+C₂H₂ （g）+H₂（g）△H₁=+156.6kJ/mol
②C₃H₆ （g）→CH₄（g）+C₂H₂ （g ）△H₂=+32.4kJ/mol
则相同条件下，反应C₃H₈（g）→C₃H₆（g）+H₂（g）的△H=

 

kJ/mol．
（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KOH溶液．则燃料电池的负极反应式为

 

．
（3）常温下，0.1mol/LNaHCO₃溶液的pH大于8，则溶液中c（H₂CO₃）

 

c（CO₃^2-）（填“＞”、“=”、“＜”），原因是

 

（用离子方程式和必要的文字说明）．
（4）请写出Na₂CO₃溶液中的各离子浓度大小关系式：

 

．

Answer 1

考点：热化学方程式,原电池和电解池的工作原理,盐类水解的应用,离子浓度大小的比较

专题：

分析：（1）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到；
（2）丙烷燃料电池，该电池的电解质溶液为KOH溶液，燃料在负极失电子发生氧化反应，氧气再正极得到电子发生还原反应，注意电解质溶液为碱溶液的环境；
（3）HCO₃^-既能电离显酸性又能水解显碱性，而现在NaHCO₃溶液的pH大于8，说明HCO₃^-的水解程度大于其电离程度，据此分析；
（4）Na₂CO₃ 为强碱弱酸盐，CO₃^2-水解导致溶液呈碱性，根据电荷守恒判断离子浓度大小

解答： 解：（1）①C₃H₈（g）→CH₄（g）+HC≡CH（g）+H₂（g）△H₁=156.6kJ?mol^-1
②CH₃CH=CH₂（g）→CH₄（g）+HC≡CH（g）△H₂=32.4kJ?mol^-1
依据盖斯定律①-②得到C₃H₈（g）→CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g）△H=+124.2KJ/mol
则相同条件下，反应C₃H₈（g）→CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g）△H=+124.2KJ/mol；
故答案为：+124.2；
（2）丙烷燃料电池，该电池的电解质溶液为KOH溶液，燃料丙烷在负极失电子发生氧化反应，电极反应为：C₃H₈-20e^-+26 OH^-=3CO₃^2-+17H₂O，
故答案为：C₃H₈-20e^-+26OH^-=3CO₃^2-+17H₂O；
（3）HCO₃^-既能电离显酸性又能水解显碱性，而现在NaHCO₃溶液的pH大于8，说明HCO₃^-的水解程度大于其电离程度：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-；故水解出的c（H₂CO₃）大于电离出的c（CO₃^2-），故答案为：＞；HCO₃^-既能水解又能电离：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，而0.1mol/LNaHCO₃溶液的pH大于8，溶液显碱性，说明HCO₃^-的水解程度大于其电离程度，故水解出的c（H₂CO₃）大于电离出的c（CO₃^2-）．
（4）Na₂CO₃ 为强碱弱酸盐，CO₃^2-水解导致溶液呈碱性，溶液中物质的行为：
         Na₂CO₃ =2Na⁺+CO₃^2-
         CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-
HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH-
         H₂O?OH^-+H⁺
根据盐的单水解程度很小可知：溶液中离子浓度大小顺序是c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）．
故答案为：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）．

点评：本题考查了盖斯定律的应用和燃料电池电极反应的书写，并考查了盐溶液中离子浓度的大小关系，综合性较强，但难度不大．