Question

20．北京奧運(yùn)會(huì)“祥云”火炬燃料是丙烷（C₃H₈），亞特蘭大奧運(yùn)會(huì)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=+124.2 kJ•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(fù)極通入丙烷，電解質(zhì)是熔融碳酸鹽．電池反應(yīng)方程式為C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O；放電時(shí)CO₃^2-移向電池的負(fù)（填“正”或“負(fù)”）極．
（3）碳?xì)浠�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(dá)到平衡時(shí)，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(jí)電離，則H₂CO₃═HCO₃^-+H⁺的平衡常數(shù)K₁=4.2×10^-7．（已知10^-5.60=2.5×10^-6）

Answer 1

分析 （1）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到；
（2）負(fù)極通入丙烷，碳元素的化合價(jià)升高，電池的正極通入O₂，氧元素的化合價(jià)降低，以此書寫電極反應(yīng)，電解質(zhì)溶液中陰離子向負(fù)極移動(dòng)；
（3）弱酸電離平衡常數(shù)等于平衡狀態(tài)離子平衡濃度冪次方乘積除以的弱電解質(zhì)平衡濃度達(dá)到．

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
依據(jù)蓋斯定律①-②得到C₃H₈（g）→CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g）△H=+124.2KJ/mol
則相同條件下，反應(yīng)C₃H₈（g）→CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g）△H=+124.2KJ/mol；
故答案為：+124.2；
（2）燃料電池中，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極電極反應(yīng)式為C₃H₈-20e^-+10CO₃^2-=13CO₂+4H₂O，正極反應(yīng)式為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，所以其電池反應(yīng)式為C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O，原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，即CO₃^2-移向電池的負(fù)極，
故答案為：C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O；負(fù)；
（3）碳?xì)浠�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(dá)到平衡時(shí)，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(jí)電離，則H₂CO₃?HCO₃^-+H⁺的電離平衡常數(shù)Ka₁=$\frac{c（{H}^{+}）c（HC{{O}_{3}}^{-}）}{c（{H}_{2}C{O}_{3}）}$=$\frac{1{0}^{-5.6}×1{0}^{-5.6}}{1.5×1{0}^{-5}}$=$\frac{2.5×1{0}^{-6}×2.5×1{0}^{-6}}{1.5×1{0}^{-5}}$=4.2×10^-7；
故答案為：4.2×10^-7．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算應(yīng)用，原電池原理，弱電解質(zhì)平衡常數(shù)計(jì)算和電離度計(jì)算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．