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）+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，丙烷脱氢得丙烯的热化学方程式为

 

．
（2）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H₂CO₃的第一级电离的平衡常数K₁=

 

．（已知10^-5.60=2.5×10^-6）
（3）有关①100ml 0.1mol/L NaHCO₃、②100ml 0.1mol/L Na₂CO₃两种溶液：溶液中水电离出的H⁺个数：①

 

②（填”＞”、”＜”或”=”）溶液中阴离子的物质的量浓度之和：①

 

②（填”＞”、”＜”或”=”）常温下，①溶液中的pH大于7，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

分析：（1）依据热化学方程式结合盖斯定律计算得到；
（2）依据平衡常数概念结合平衡状态下离子浓度和同时浓度计算得到；
（3）同浓度溶液，碳酸钠水解程度大于碳酸氢钠，结合水的电离平衡和溶液中的离子积常数分析判断．

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得到热化学方程式为：C₃H₈（g）=CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g）△H=+124.2  kJ?mol^-1 ；
故答案为：C₃H₈（g）=CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g）△H=+124.2  kJ?mol^-1 ；
（2）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（H⁺）=c（HCO₃^-）=10^-5.6mol/L；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H₂CO₃的第一级电离的平衡常数K₁=

c(H+)c(HCO3-)

c(H2CO3)

=

10-5.6×10-5.6

1.5×10-5

=4.2×10^-7 mol?L^-1，故答案为：4.2×10^-7 mol?L^-1；
（3）①100ml 0.1mol/L NaHCO₃、②100ml 0.1mol/L Na₂CO₃两种溶液，在两种溶液中水电离出的氢离子数和水电离出的氢氧根离子数相同．碳酸钠水解程度大于碳酸氢钠，所以溶液②中氢氧根离子浓度大于溶液①中 氢氧根离子浓度，即溶液中水电离出的氢离子数①＜②；溶液中阴离子浓度之和①＜②；常温下，①100ml 0.1mol/L NaHCO₃溶液中存在HCO₃^-+H₂O?CO₃^2-+H₃O⁺（或HCO₃^-=CO₃^2-+H⁺）、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，溶液的pH大于7，碳酸氢根离子水解大于电离，则溶液中c（H₂CO₃）＞c（CO₃^2-）；
故答案为：＜；＜；＞；HCO₃^-+H₂O?CO₃^2-+H₃O⁺（或HCO₃^-=CO₃^2-+H⁺）、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，溶液呈碱性c（OH^-）＞c（H⁺），说明HCO₃^-的水解程度大于电离程度．

点评：本题考查了热化学方程式的书写方法和盖斯定律的计算应用，弱电解质平衡常数的计算，盐类水解的分析，离子浓度大小的比较判断，题目难度中等．