Question

12．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(yīng)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．電池總反應(yīng)方程式C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O；放電時，CO₃^2-移向電池的負 （填“正”或“負”）極．
（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．若忽略水的電離及H₂CO₃的第二級電離，則H₂CO₃?HCO₃^-+H⁺的平衡常數(shù)K₁=4.2×10^-7 mol•L^-1．（已知：10^-5.60=2.5×10^-6）

Answer 1

分析 （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得目標(biāo)熱化學(xué)方程式；
（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，以此來書寫電池總反應(yīng)方程式，原電池中陰離子向負極移動；
（3）H₂CO₃?HCO₃^-+H⁺的平衡常數(shù)Ka=$\frac{c（{H}^{+}）×c（HC{{O}_{3}}^{-}）\;}{c（{H}_{2}C{O}_{3}）\;}$，利用忽略水的電離及H₂CO₃的第二級電離，由溶液的pH=5.60可知c（H⁺），然后代入計算．

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(yīng)生成二氧化碳和水，則電池的總反應(yīng)為C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O，原電池中陰離子向負極移動，即CO₃^2-移向電池的負極，故答案為：C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O；負；
（3）忽略水的電離及H₂CO₃的第二級電離，pH=5.60，c（H⁺）=10^-5.60=2.5×10^-6mol•L^-1，
     由H₂CO₃?HCO₃^-+H⁺，
平衡時c（H⁺）=c（HCO₃^-）=2.5×10^-6mol•L^-1，
c（H₂CO₃）=（1.5×10^-5-2.5×10^-6）mol•L^-1，
則Ka=$\frac{c（{H}^{+}）×c（HC{{O}_{3}}^{-}）\;}{c（{H}_{2}C{O}_{3}）\;}$=4.2×10^-7 mol•L^-1，
故答案為：4.2×10^-7 mol•L^-1．

點評 本題考查較為綜合，為高頻考點，側(cè)重考查學(xué)生的分析能力和計算能力，明確蓋斯定律、原電池的工作原理、電離平衡常數(shù)的計算、溶液中利用電離與水解來比較離子的濃度即可解答，難度不大．