Question

4．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）+C₂H₂（g）+H₂（g）△H₁=156.6kJ/mol
C₃H₆（g）→CH₄（g）+C₂H₂　（g）△H₂=32.4kJ/mol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(zhì)是熔融碳酸鹽．電池反應方程式為C₃H₈+10CO₃^2--20e^-=13CO₂+4H₂O；放電時CO₃^2-移向電池的負（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的第二步電離，則H₂C0₃═O₃^-+H⁺的平衡常數(shù)K₁=4.2×10^-7mo1/L．（已知10^-5.60=2.5×10^-6）
（4）常溫下，0.1mo1/L NaHCO₃溶液的pH大于8，則溶液中c（H₂CO₃）＞c（CO₃^2-）（填“＞”、“=”或“＜”），原因是因為NaHCO₃溶液中既存在電離平衡：HCO₃^-?CO₃^2-+H⁺，又存在水解平衡：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，而HCO₃^-水解程度大于電離程度（用簡要的文字明）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學方程式乘以合適的系數(shù)進行加減構(gòu)造目標目標熱化學方程式，反應熱也乘以相應的系數(shù)，進行相應的加減，據(jù)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，以此書寫電極反應，電解質(zhì)溶液中陰離子向負極移動；
（3）依據(jù)平衡常數(shù)概念結(jié)合平衡狀態(tài)下離子濃度和同時濃度計算得到；
（4）根據(jù)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）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C₃H₈（g）→CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g）△H=+124.2KJ/mol；
故答案為：+124.2；
（2）燃料電池中，負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應，負極電極反應式為C₃H₈-20e^-+10CO₃^2-=13CO₂+4H₂O，原電池中陰離子向負極移動，即CO₃^2-移向電池的負極，
故答案為：C₃H₈+10CO₃^2--20e^-=13CO₂+4H₂O；負；
（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(shù)K₁=$\frac{c（{H}^{+}）•c（HC{{O}_{3}}^{-}）}{c（{H}_{2}C{O}_{3}）}$=$\frac{1{0}^{-5.6}×1{0}^{-5.6}}{1.5×1{0}^{-5}}$=4.2×10^-7 mol•L^-1，
故答案為：4.2×10^-7；
（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：＞；因為NaHCO₃溶液中既存在電離平衡：HCO₃^-?CO₃^2-+H⁺，又存在水解平衡：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，而HCO₃^-水解程度大于電離程度．

點評 本題考查了蓋斯定律在熱化學方程式中的應用、燃料電池的工作原理、弱電解質(zhì)平衡常數(shù)的計算、鹽類水解的分析等知識，題目難度中等，明確蓋斯定律的含義、原電池工作原理為大局觀，試題側(cè)重于考查學生對基礎(chǔ)知識的應用能力．