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）根據蓋斯定律，由已知熱化學方程式乘以合適的系數進行加減構造目標目標熱化學方程式，反應熱也乘以相應的系數，進行相應的加減，據此計算；
（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）依據平衡常數概念結合平衡狀態下離子濃度和同時濃度計算得到；
（4）根據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、弱電解質平衡常數的計算、鹽類水解的分析，題目難度中等，側重于考查學生對基礎知識的應用能力．