Question

7．丙烷（C₃H₈）和丙烯（C₃H₆）都可作火炬燃料．
（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(yīng)C₃H₈（g）=CH₃CH═CH₂（g）+H₂（g） 的△H=+124.2 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(fù)極通入丙烷，電解質(zhì)是熔融碳酸鹽．電池負(fù)極反應(yīng)式為C₃H₈-20e^-+10CO₃^2-=13CO₂+4H₂O；放電時(shí)CO₃^2-移向電池的負(fù)（填“正”或“負(fù)”）極．
（3）碳?xì)浠�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(dá)到平衡時(shí)，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H₂CO₃═HCO₃^-+H⁺的平衡常數(shù)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：
①c（OH^-）=c（H⁺）+c（H₂CO₃）-c（CO₃^2-）．
②c（H₂CO₃）＞c（CO₃^2-）（填“＞”、“=”或“＜”），原因是因?yàn)镹aHCO₃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（用離子方程式和必要的文字說明）．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)蓋斯定律結(jié)合已知熱化學(xué)方程式計(jì)算得到；
（2）燃料電池中，負(fù)極電極反應(yīng)式為C₃H₈-20e^-+10CO₃^2-=13CO₂+4H₂O，正極反應(yīng)式為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，電解質(zhì)溶液中陰離子向負(fù)極移動(dòng)；
（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(shí)濃度計(jì)算得到；
（4）①根據(jù)質(zhì)子守恒分析解答；②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，
故答案為：+124.2；
（2）燃料電池中，負(fù)極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極電極反應(yīng)式為C₃H₈-20e^-+10CO₃^2-=13CO₂+4H₂O，正極反應(yīng)式為：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，放電時(shí)，電解質(zhì)中陰離子碳酸根離子向負(fù)極移動(dòng)，
故答案為：C₃H₈-20e^-+10CO₃^2-=13CO₂+4H₂O；負(fù)；
（3）常溫常壓下，空氣中的CO₂溶于水，達(dá)到平衡時(shí)，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 mol•L^-1；
（4）①根據(jù)質(zhì)子守恒c（CO₃^2-）+c（OH^-）=c（H⁺）+c（H₂CO₃），所以c（OH^-）=c（H⁺）+c（H₂CO₃）-c（CO₃^2-），故答案為：c（H⁺）+c（H₂CO₃）-c（CO₃^2-）；②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?yàn)镹aHCO₃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(diǎn)評 本題考查了燃料電池的工作原理、弱電解質(zhì)平衡常數(shù)的計(jì)算、鹽類水解的分析，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的應(yīng)用能力．