问题 问答题

北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8),亚特兰大火炬燃料是丙烯(C3H6

(1)丙烷脱氢可得丙烯.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 则相同条件下,反应C3H8(g)→CH3CH=CH2(g)+H2(g)的△H=______kJ•mol-1

(2)以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐.电池总反应方程式为______;放电时,CO32-移向电池的______(填“正”或“负”)极.

(3)碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O.常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10-5mol•L-1.若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3HCO3-+H+的平衡常数K1=______.(已知:10-5.60=2.5×10-6

(4)常温下,0.1mol•L-1NaHCO3溶液的pH大于8,则溶液c(H2CO3)______c(CO32-)(填“>”、“=”或“<”),原因是______(用离子方程式和文字说明)

答案

(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,

则根据盖斯定律,反应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,故答案为:+124.2;

(2)负极通入丙烷,碳元素的化合价升高,电池的正极通入O2,氧元素的化合价降低,即丙烷与氧气反应生成二氧化碳和水,

则电池的总反应为C3H8+5O2═3CO2+4H2O,原电池中阴离子向负极移动,即CO32-移向电池的负极,

故答案为:C3H8+5O2═3CO2+4H2O;负;

(3)忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,pH=5.60,c(H+)=10-5.60=2.5×10-6mol•L-1

由H2CO3HCO3-+H+

平衡时c(H+)=c(HCO3-)=2.5×10-6mol•L-1

c(H2CO3)=(1.5×10-5-2.5×10-6)mol•L-1

则Ka=

c(H+)×c(HCO3-)
c(H2CO3)
=4.2×10-7 mol•L-1,故答案为:4.2×10-7 mol•L-1

(4)NaHCO3溶液的pH大于8,则水解大于电离,水解生成H2CO3,电离生成CO32-,即HCO3-CO32-+H+,HCO3-+H2OH2CO3+OH-

所以c(H2CO3)>c(CO32-),故答案为:>;HCO3-CO32-+H+,HCO3-+H2OH2CO3+OH-

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