Question

18．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
CH₃CH=CH₂（g）═CH₄（g）+HC≡CH（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．
（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．電池總反應方程式為C₃H₈+5O₂=3CO₂+4H₂O；放電時CO₃^2-移向電池的負（填“正”或“負”）極．
（3）常溫下，0.1mol/LNaHCO₃溶液的pH大于8，則溶液中c（H₂CO₃）＞c（CO₃^2-）（填“＞”、“=”或“＜”），原因是HCO₃^-?CO₃^2-+H⁺、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，HCO₃^-的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）根據已知反應和目標反應，利用蓋斯定律可知反應C₃H₈（g）→CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g）由已知的反應相減得到，則△H=△H₁-△H₂；
（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，以此來書寫電池總反應方程式，原電池中陰離子向負極移動；
（3）NaHCO₃溶液的pH大于8，則水解大于電離，水解生成H₂CO₃，電離生成CO₃^2-．

解答 解：（1）由C₃H₈（g）→CH₄（g）+HC≡CH（g）+H₂（g）△H₁=+156.6kJ•mol^-1①，
CH₃CH=CH₂（g）→CH₄（g）+HC≡CH（g）△H₂=+32.4kJ•mol^-1 ②，
則根據蓋斯定律，反應C₃H₈（g）→CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g）可由①-②得到，
所以△H=△H₁-△H₂=+156.6kJ•mol^-1-（+32.4kJ•mol^-1）=+124.2kJ•mol^-1，
故答案為：+124.2；
（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，即丙烷與氧氣反應生成二氧化碳和水，
則電池的總反應為C₃H₈+5O₂═3CO₂+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+5O₂═3CO₂+4H₂O；負；
（3）NaHCO₃溶液的pH大于8，則水解大于電離，水解生成H₂CO₃，電離生成CO₃^2-，即HCO₃^-?CO₃^2-+H⁺，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，所以c（H₂CO₃）＞c（CO₃^2-），HCO₃^-的水解程度大于電離程度，
故答案為：＞； HCO₃^-?CO₃^2-+H⁺、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，HCO₃^-的水解程度大于電離程度．

點評 本題考查了多個知識點，屬于小綜合習題，明確蓋斯定律、原電池的工作原理、電離平衡常數的計算、溶液中利用電離與水解來比較離子的濃度即可解答，難度中等．