Question

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＝CH_{2 (g)}＋H_2(g)的△H＝          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，負極通入丙烷，電解質是熔融碳酸鹽。電池反應方程式為                                   ；放電時，CO₃^2-移向電池的

          （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^-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=              。（已知：10^-5.60=2.5×10^-6）

（4）常溫下，0.1 mol·L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，則溶液中c(H₂CO₃)         c(CO₃^2-)(填“＞”、“＝”或“＜”)，原因是                            （用離子方程式和必要的文字說明）。

 

Answer 1

【答案】

（1）124.2     （1分）  （2）C₃H₈＋5O₂＝3CO₂＋4H₂O     負    （各1分）

（3）4.2×10^-7 mol·L^-1   （2分）

（4）＞ （1分）   HCO₃^-CO₃^2-＋H⁺；HCO₃^-＋H₂OH₂CO₃＋OH^-，HCO₃^-的水解程度大于電離程度（2分）

【解析】（1）考查反應熱的計算。根據蓋斯定律可知，①－②即得到C₃H₈(g)→CH₃CH＝CH_{2 (g)}＋H_2(g)，所以反應熱△H＝156.6kJ/mol－32.4kJ/mol＝＋124.2kJ/mol。

（2）丙烷的氧化產物是CO₂，所以電池的方程式為C₃H₈＋5O₂＝3CO₂＋4H₂O；原電池中正極得到電子，負極失去電子，所以電池中，O₂在正極得電子，與CO₂結合成CO₃^2-，生成的CO₃^2-向負極移動。

（3）pH＝5.6，則溶液中氫離子濃度是10^-5.6 mol/L，則根據電離方程式可知，HCO₃^－的濃度也是10^-5.6 mol/L。所以根據電離常數的表達式可知K1==  ＝4.2×10^-7 mol・L^-1。

（4）常溫下，0.1 mol·L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，溶液顯堿性，則說明水解程度大于電離程度，水解方程式為：HCO₃^－+H₂O H₂CO₃ +OH^-，電離：HCO₃^－+H₂OCO₃^2-+H₃O⁺，所以c（H₂CO₃）＞c（CO₃^2-）。