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）丙烷脱氢可得丙烯。

已知：C₃H₈(g)=CH₄(g)＋HCCH(g)＋H₂(g)； △H₁=156.6 kJ·mol^－1。

CH₃CHCH₂(g)=CH₄(g)＋HCCH(g ) ；△H₂=32.4 kJ·mol^－1。

则相同条件下，反应C₃H₈(g)=CH₃CHCH₂(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和CO₂，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为                               ；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^-5 mol·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，0.1 mol·L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，则溶液中c(H₂CO₃)       c(CO₃^2－)（填“＞”、“=”或“＜”），原因是                                                   （用离子方程式和必要的文字说明）。

Answer 1

（1）124.2（3分）

（2）C₃H₈＋5O₂=3CO₂＋4H₂O（2分）负（2分）

（3）4.2×10^-7 mol·L^-1（3分）

（4）＞（2分） HCO₃^－＋H₂OCO₃^2－＋H₃O^＋（或HCO₃^－CO₃^2－＋H^＋）、HCO₃^－＋H₂OH₂CO₃＋OH^－，HCO₃^－的水解程度大于电离程度。（3分）

解析:

（1）将第2个方程式颠倒反写，然后与第1个方程式相加，即得所求的反应C₃H₈(g)====CH₃CH＝CH₂ (g)＋H₂(g)，△H也随方程式的变化关系进行求算：△H=-△H₂+△H₁=124.2kJ.mol^-1。

（2）以丙烷为燃料制作的新型燃料电池，其电池反应方程式为C₃H₈十50₂=3C0₂+4H₂0，因电子从电池的负极经导线流入了电池的正极，故电池的正极是电子富集的一极，故带负电荷的离子在电解质溶液中应移向电池的负极而不是正极。

（3）根据电离平衡常数公式可知：K₁=c(H⁺)c()/c(H₂CO₃)=10^-5.60×10^-5.60/l.5×10^-5=4.2×10^-7mol. L^-1。

（4）0.1 mol L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，说明溶液呈碱性，即c((OH^-)＞c(H⁺),因在NaHCO₃溶液中存在着两个平衡：电离平衡^-CO₃^2-+H⁺，水解平衡：+H₂0  H₂CO₃+OH^- ，其余部分水的电离忽略不计，由c((OH^-)＞c(H⁺)，说明水解过程大于电离过程，从而推出c(H₂CO₃)>c()。

本题考查热化学方程式书写、电极方程式书写、电离平衡常数、溶液中离子浓度大小比较。