Question

（08年山東理綜·29）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)＋HCCH(g)＋H₂(g)  △H₁=156.6 kJ·mol^－1

CH₃CHCH₂(g)=CH₄(g)＋HCCH(g )        △H₂=32.4 kJ·mol^－1

則相同條件下，反應C₃H₈(g)=CH₃CHCH₂(g)＋H₂(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

（1）124.2

（2）C₃H₈＋5O₂=3CO₂＋4H₂O    負

（3）4.2×10^-7 mol·L^-1

（4）＞   HCO₃^－＋H₂O=CO₃^2－＋H₃O^＋（或HCO₃^－=CO₃^2－＋H^＋）、HCO₃^－＋H₂O=H₂CO₃＋OH^－，HCO₃^－的水解程度大于電離程度

解析:

（1）將第2個方程式顛倒反寫，然后與第1個方程式相加，即得所求的反應C₃H₈(g)====CH₃CH＝CH₂ (g)＋H₂(g)，△H也隨方程式的變化關系進行求算：△H=-△H₂+△H₁=124.2kJ.mol^-1。

（2）以丙烷為燃料制作的新型燃料電池，其電池反應方程式為C₃H₈十50₂=3C0₂+4H₂0，因電子從電池的負極經導線流入了電池的正極，故電池的正極是電子富集的一極，故帶負電荷的離子C0₃^2-在電解質溶液中應移向電池的負極而不是正極。

（3）根據電離平衡常數公式可知：

K₁=c(H⁺)c(HCO₃^-)/c(H₂CO₃)=10^-5.60×10^-5.60/l.5×10^-5=4.2×10^-7mol. L^-1。

（4）0.1 mol L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，說明溶液呈堿性，即c(OH^-)＞c(H⁺),因在NaHCO₃溶液中存在著兩個平衡：電離平衡HCO₃^-CO₃^2-+H⁺，水解平衡： HC0₃^-+H₂0  H₂CO₃^-+OH^- ，其余部分水的電離忽略不計，由c(OH^-)＞c(H⁺)，說明水解過程大于電離過程，從而推出c(H₂CO₃)>c(CO₃^2-) 。