Question

丙烷在燃燒時(shí)能放出大量的熱，它也是液化石油氣的主要成分，作為能源應(yīng)用于人們的日常生產(chǎn)和生活．
已知：①2C₃H₈（g）+7O₂（g）═6CO（g）+8H₂O （l）△H₁=-2741.8kJ/mol
      ②2CO （g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂=-566kJ/mol
（1）反應(yīng)C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O （l） 的△H=    ．
（2）現(xiàn)有1mol C₃H₈在不足量的氧氣里燃燒，生成1mol CO和2mol CO₂以及氣態(tài)水，將所有的產(chǎn)物通入一個(gè)固定體積為1L的密閉容器中，在一定條件下發(fā)生如下可逆反應(yīng)：CO（g）+H₂O （g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=+41.2kJ/mol
①下列事實(shí)能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡的是    ．
a．體系中的壓強(qiáng)不發(fā)生變化
b．v _正（H₂）=v _逆（CO）
c．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不發(fā)生變化
d．CO₂的濃度不再發(fā)生變化
②5min后體系達(dá)到平衡，經(jīng)測定，H₂為0.8mol，則v（H₂）=    ．
③向平衡體系中充入少量CO則平衡常數(shù)    （填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）依據(jù)（1）中的反應(yīng)可以設(shè)計(jì)一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丙烷氣體；燃料電池內(nèi)部是熔融的摻雜著氧化釔（Y₂O₃）的氧化鋯（ZrO₂）晶體，在其內(nèi)部可以傳導(dǎo)O^2-．在電池內(nèi)部O^2-由    極移向    極（填“正”或“負(fù)”）；電池的負(fù)極電極反應(yīng)式為    ．
（4）用上述燃料電池和惰性電極電解足量Mg（NO₃）₂和NaCl的混合溶液．電解開始后陰極的現(xiàn)象為    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學(xué)方程式乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進(jìn)行加減，構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式，反應(yīng)熱也處于相應(yīng)的系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的加減，據(jù)此計(jì)算△H．
（2）①利用平衡的特征“等”、“定”及由此衍生的一些量來分析；
②根據(jù)v=計(jì)算v（H₂）；
③平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變；
（3）原電池內(nèi)部陰離子向由正極向負(fù)極移動(dòng)；
原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，丙烷在負(fù)極放電，與O^2-結(jié)合生成二氧化碳與水．
（4）電解池陰極發(fā)生還原反應(yīng)，陽離子在陰極放電，H⁺（實(shí)際是水）在陰極放電生成氫氣，產(chǎn)生氫氧根離子，氫氧根離子與鎂離子反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀．
解答：解：（1）已知：①2C₃H₈（g）+7O₂（g）=6CO（g）+8H₂O（l）△H₁=-2741.8kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₂=-566kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，①+②×3得2C₃H₈（g）+10O₂（g）=6CO₂（g）+8H₂O（l），△H₃=-2741.8kJ/mol+（-566kJ/mol
）×3=-4439.8kJ/mol，
即C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-2219.9kJ/mol，
故答案為：-2219.9kJ/mol；
（2））①a．由反應(yīng)可知，反應(yīng)前后的壓強(qiáng)始終不變，則體系中的壓強(qiáng)不發(fā)生變化，不能判斷平衡，故a錯(cuò)誤；
b．v_正（H₂）=v_正（CO），只能說明正反應(yīng)速率的關(guān)系，無法確定正逆反應(yīng)速率的關(guān)系，故b錯(cuò)誤；
c．因體積不變，氣體的總質(zhì)量不變，所以混合氣體的密度始終不變，不發(fā)生變化，不能判斷平衡，故c錯(cuò)誤；
d．CO₂的濃度不再發(fā)生變化，由平衡的特征“定”可知，則化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡，故d正確；
故答案為：d；
②5min后達(dá)到平衡，H₂為0.8mol，則v（H₂）==0.16mol/（L?min），故答案為：0.16mol/（L?min）；
③因平衡常數(shù)與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，故答案為：不變；
（3）原電池內(nèi)部陰離子向由正極向負(fù)極移動(dòng)，所以電池內(nèi)部O^2-由正極移向負(fù)極；原電池負(fù)極放出氧化反應(yīng)，丙烷在負(fù)極放電，與O^2-結(jié)合生成二氧化碳與水，電極反應(yīng)式為C₃H₈+10O^2--20e-=3CO₂+4H₂O，
故答案為：正、負(fù)；C₃H₈+10O^2--20e-=3CO₂+4H₂O．
（4）電解池陰極發(fā)生還原反應(yīng)，陽離子在陰極放電，水在陰極放電，電極反應(yīng)式為2H₂O-2e-=H₂↑+2OH^-，同時(shí)反應(yīng)反應(yīng)Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，故電解開始后陰極的現(xiàn)象為：有無色氣體生成，有白色沉淀生成，
故答案為：有無色氣體生成，有白色沉淀生成．
點(diǎn)評(píng)：考查利用蓋斯定律反應(yīng)熱的計(jì)算、化學(xué)反應(yīng)速率、原電池、電解原理等，難度中等，（3）中電極反應(yīng)式書寫為易錯(cuò)點(diǎn)，可以先寫出正極電極反應(yīng)式，利用總的反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式可得負(fù)極反應(yīng)式．