Question

6．北京奧運會“祥云”火炬燃料是丙烷（C₃H₈），亞特蘭大奧運會火炬燃料是丙烯（C₃H₆）．
（1）丙烷脫氫可得丙烯．
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
則相同條件下，反應C₃H₈（g）=CH₃CH=CH₂ （g）+H₂（g）的△H=124.2kJ•mol^-1．
（2）以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入O₂和CO₂，負極通入丙烷，電解質(zhì)是熔融碳酸鹽．電池反應方程式為C₃H₈+5O₂=3CO₂+4H₂O．
（3）碳氫化合物完全燃燒生成CO₂和H₂O．常溫常壓下，空氣中的CO₂溶于水，達到平衡時，溶液的pH=5.60，c（H₂CO₃）=1.5×10^-5 mol•L^-1．若忽略水的電離及H₂CO₃的第二級電離，則H₂CO₃HCO₃^-+H⁺的平衡常數(shù)K₁=4.2×10^-7 mol•L^-1．（已知：10^-5.60=2.5×10^-6）
（4）常溫下，0.1mol•L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，則溶液中c（H₂CO₃）＞c（CO₃^2-）
（填“＞”、“=”或“＜”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學方程式乘以合適的系數(shù)進行加減構(gòu)造目標目標熱化學方程式，反應熱也乘以相應的系數(shù)，進行相應的加減，據(jù)此計算；
（2）負極通入丙烷，碳元素的化合價升高，電池的正極通入O₂，氧元素的化合價降低，即丙烷與氧氣反應生成二氧化碳和水，以此來書寫電池總反應方程式；
（3）依據(jù)平衡常數(shù)概念結(jié)合平衡狀態(tài)下離子濃度和同時濃度計算得到；
（4）根據(jù)NaHCO₃溶液的中HCO₃^-的水解程度大于自身的電離程度來回答．

解答 解：（1）已知：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
根據(jù)蓋斯定律，①-②得C₃H₈（g）═CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g），所以△H=△H₁-△H₂=156.6kJ•mol^-1-32.4kJ•mol^-1=124.2kJ•mol^-1；
故答案為：124.2；
（2）負極通入丙烷，碳元素的化合價升高，電池的正極通入O₂，氧元素的化合價降低，即丙烷與氧氣反應生成二氧化碳和水，則電池的總反應為C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O；
故答案為：C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O；
（3）常溫常壓下，空氣中的CO₂溶于水，達到平衡時，溶液的pH=5.60，c（H⁺）=c（HCO₃^-）=10^-5.6mol/L；c（H₂CO₃）=1.5×10^-5 mol•L^-1．若忽略水的電離及H₂CO₃的第二級電離，則H₂CO₃的第一級電離的平衡常數(shù)K₁=$\frac{c（H{\;}^{+}）•c（HCO{\;}_{3}{\;}^{-}）}{c（H{\;}_{2}CO{\;}_{3}）}$=$\frac{10{\;}^{-5.6×}10{\;}^{-5.6}}{1.5×10{\;}^{-5}}$=4.2×10^-7 mol•L^-1，故答案為：4.2×10^-7 mol•L^-1；
（4）因NaHCO₃溶液顯堿性，HCO₃^-的水解程度大于自身的電離程度，即NaHCO₃溶液中既存在電離平衡為HCO₃^-?CO₃^2-+H⁺，水解平衡為HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，而HCO₃^-水解程度大于電離程度，
故答案為：＞．

點評 本題考查蓋斯定律、燃料電池的工作原理、弱電解質(zhì)平衡常數(shù)的計算、鹽類水解的分析，題目難度中等，側(cè)重于考查學生對基礎知識的應用能力．