Question

丙烷在燃燒時能放出大量的熱，它也是液化石油氣的主要成分，作為能源應用于人們的日常生產和生活。已知：

①2C3H8(g) ＋7O2(g) = 6CO(g)＋8H2O(g)?? △H = －2389.8 kJ/mol

②2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g)????????????? △H = －566 kJ/mol

③H2O(l) = H2O(g)???? △H = + 44.0 kJ/mol

（1）寫出C3H8燃燒時燃燒熱的熱化學方程式???????????????????????????????????????????? 。

（2）C3H8在不足量的氧氣里燃燒，生成CO、CO2、H2O(g)，將所有的產物通入一個體積固定的密閉

容器中，在一定條件下發生如下可逆反應： CO(g) +? H2O(g)CO2(g) +? H2(g)

該反應的平衡常數與溫度的關系如下表：

溫度/℃	400	500	800
平衡常數K	9.94	9	1

 

保持溫度為800℃，在甲、乙兩個恒容密閉容器中，起始時按照下表數據進行投料，充分反應直至達到平衡。

	H2O	CO	CO2	H2
甲 （質量/g）	1.8	8.4	a	1
乙 （質量/g）	1.8	2.8	0	0

 

①起始時，要使甲容器中反應向正反應方向進行，則a的取值范圍是????????????????? ；達到平衡

時，乙容器中CO的轉化率為???????? 。

②如圖表示上述甲容器中反應在t1時刻達到平衡，在t2時刻因改變某一個條件而發生變化的情況。則t2時刻改變的條件可能是???????????????????????????? 、??????????????????? （答兩個要點即可）。

（3）CO2可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3。

① Na2CO3溶液中離子濃度由大到小的順序為　　?????????? 　　　　　　　　??? 　　　　　；

② 已知25℃時，H2CO3的電離平衡常數K1 = 4.4×10-7 mol/L、K2 = 4.7×10-11 mol/L，當Na2CO3溶液的pH為11時， 溶液中c(HCO3-)∶c(CO32-) = ?????????? 。

③ 0.1 mol/L Na2CO3溶液中c(OH-) － c(H+ ) = ?????????????????????? [用含c(HCO3－)、c(H2CO3)的符號表示]。

 

Answer 1

【答案】

（1）C3H8(g) ＋5O2(g) = 3CO2(g)＋4H2O(l)?? △H = －2219.9 kJ/mol

（2）① 0 ≤a ＜2.64??? ；?? 50%???

② 降低溫度、降低H2濃度、增大H2O(g)濃度

（3）① c(Na+) > c(CO32-) > c(OH-) > c(HCO3-) > c(H+)

② 1 : 4.7

③ c(HCO3-) + 2c(H2CO3)

【解析】

試題分析：（1）燃燒熱是1mol的物質完全燃燒產生穩定的氧化物時所放出熱量的化學方程式。將（①+②×3- ③×8）÷2，整理可得：C3H8(g)＋5O2(g) =3CO2(g)＋4H2O(l)?? △H =－2219.9 kJ/mol。（2）①該反應是個反應前后氣體體積相等的反應。在800℃時化學平衡常數為1.對于甲來說，在反應開始時，若CO2的質量為0，則反應一定正向進行，n(H2O)=0.1mol; n(CO)=0.3mol; n(CO2)=a/44mol, n(H2)=0.5mol.）若要使反應正向進行。起始時，則；。解得0<a<2.64.

對于乙來說：開始時n(H2O)=0.1mol;n(CO)=0.1mol ;n(CO2)=0 ;n(H2)=0;假設在反應的過程中CO轉化的物質的量為x,則在平衡時各種物質的物質的量為：n(H2O)=(0.1-x)mol; n(CO)=(0.1-x)mol ; %n(CO2)=xmol;n(H2)=xmol。由于該反應是反應前后氣體體積相等的反應，而且在800℃時的平衡常數為1.所以(0.1-x)×(0.1-x)=x2.解得x=0.05mol.所以CO的轉化率為0.05÷0.1×100%=50%。②由化學平衡常數以溫度的關系可知：升高溫度，化學平衡產生減小。說明升高溫度，化學平衡向逆反應方向移動。根據平衡移動原理，升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動。逆反應方向為吸熱反應，所以該反應的正反應為放熱反應。由于在平衡后改變某一條件，時，c(CO2)增大，c(CO)減小，所以改變外界條件使平衡正向移動，可以通過降低溫度的方法來實現。因為反應前后氣體的體積相等，所以改變壓強，化學平衡不發生移動。若增大H2O 蒸汽的濃度或減小H2的濃度都會使化學平衡正向移動。因此改變的外界條件是降低溫度、降低H2濃度、增大H2O(g)濃度。（3）①Na2CO3是強堿弱酸鹽。Na2CO3=2Na++CO32-，CO32-會發生水解反應：CO32-+ H2OHCO3-+ OH-消耗水電離產生的H+，促進水的電離。產生的HCO3-會繼續水解：HCO3-+ H2OH2CO3+ OH-。當最終達到平衡時c(OH-)> c(HCO3-) >c(H+) .所以在Na2CO3溶液中離子濃度由大到小的順序為c(Na+) > c(CO32-) > c(OH-) > c(HCO3-) > c(H+)。②HCO3-H++ CO32- .；；。③Na2CO3溶液顯堿性，根據質子守恒可得c(OH-)=c(H+ )(始) = c(H+ )+ c(HCO3-)+2(H2CO3)。所以c(OH-)-c(H+ ) = c(HCO3-)+2(H2CO3)。

考點：考查熱化學方程式的書寫、物質的轉化率、平衡移動的措施、離子濃度的大小比較的知識。