Question

人們已經(jīng)研制出以丙烷為燃料的新型燃料電池，電解質(zhì)為熔融碳酸鹽，電池總反應(yīng)方程式為：C₃H₈+5O₂=3CO₂+4H₂O．
（1）已知：2C₃H₈（g）+7O₂（g）=6CO（g）+8H₂O（l）△H₁=-2745.0kJ?mol^-1
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₂=-393.5kJ?mol^-1
2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H₃=-221.05kJ?mol
則反應(yīng)C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（l）的△H

-2221.5KJ/mol

．
（2）該電池的正極通入O₂和CO₂，負(fù)極通入丙烷，則正極的電極反應(yīng)式為

O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-

，電池工作時(shí)CO₃^2-移向

負(fù)

極．
（3）用該電池電解1L 1mol?L^-1的AgNO₃溶液，此電解池反應(yīng)的化學(xué)方程式為

4AgNO₃+2H₂O

通電  .

2Ag+O₂↑+4HNO₃

；當(dāng)該電池消耗0.005molC₃H₈時(shí)，所得溶液的pH為

1

（溶液體積變化忽略不計(jì)）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律來(lái)計(jì)算丙烷完全燃燒的反應(yīng)熱；
（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，原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)；
（3）電解硝酸銀生成銀、硝酸和氧氣，根據(jù)0.005molC₃H₈轉(zhuǎn)移電子的量，求算電解池中生成氫離子的量．

解答：解：（1）2C₃H₈（g）+7O₂（g）=6CO（g）+8H₂O（l）△H₁=-2745?0kJ?mol^-1
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₂=-393?5kJ?mol^-1
2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H₃=-221?05kJ?mol，
根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（1）的△H為：△H=

1

2

△H₁+3△H₂-

3

2

△H₃=-2221.5KJ/mol，故答案為：-2221.5KJ/mol；
（2）負(fù)極通入丙烷，丙烷的氧化產(chǎn)物是CO₂和水，由于電解質(zhì)水熔融的碳酸鹽，所以電極反應(yīng)式為C₃H₈-20e^-+10CO₃^2-=13CO₂+4H₂O，根據(jù)總反應(yīng)式可知，正極反應(yīng)式為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)；故答案為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-；負(fù)極；
（3）電解硝酸銀生成銀、硝酸和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4AgNO₃+2H₂O

通電  .

2Ag+O₂↑+4HNO₃；根據(jù)方程式1molC₃H₈燃燒轉(zhuǎn)移電子的量為為：20mol，所以0.005molC₃H₈轉(zhuǎn)移電子為0.1mol；
 2H₂O～4HNO₃～4e^-
       0.1mol   0.1mol
所以電解生成的硝酸為：0.1mol，所以n（H⁺）=0.1mol，則c（H⁺）=

n

V

=

0.1mol

1L

=0.1mol/L，所以PH=1
故答案為：4AgNO₃+2H₂O

通電  .

2Ag+O₂↑+4HNO₃；1．

點(diǎn)評(píng)：本題考查蓋斯定律的應(yīng)用，燃料電池電極的書(shū)寫(xiě)，電解原理的應(yīng)用等，題目綜合性較強(qiáng)，難度較大．