Question

北京奧運會“祥云”火炬燃料是丙烷（C₃H₈），亞特蘭大火炬燃料是丙烯（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^-1
CH₃CH=CH₂（g）→CH₄（g）+HC≡CH（g）△H₂=+32.4kJ?mol^-1 則相同條件下，反應C₃H₈（g）→CH₃CH=CH₂（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，負極通入丙烷，電解質是熔融碳酸鹽．電池總反應方程式為______；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^-5mol?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，0.1mol?L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，則溶液c（H₂CO₃）______c（CO₃^2-）（填“＞”、“=”或“＜”），原因是______（用離子方程式和文字說明）

Answer 1

（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）忽略水的電離及H₂CO₃的第二級電離，pH=5.60，c（H⁺）=10^-5.60=2.5×10^-6mol?L^-1，
由H₂CO₃HCO₃^-+H⁺，
平衡時c（H⁺）=c（HCO₃^-）=2.5×10^-6mol?L^-1，
c（H₂CO₃）=（1.5×10^-5-2.5×10^-6）mol?L^-1，
則Ka=

c(H+)×c(HCO3-)

c(H2CO3)

=4.2×10^-7 mol?L^-1，故答案為：4.2×10^-7 mol?L^-1；
（4）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^-+H₂OH₂CO₃+OH^-，
所以c（H₂CO₃）＞c（CO₃^2-），故答案為：＞；HCO₃^-CO₃^2-+H⁺，HCO₃^-+H₂OH₂CO₃+OH^-．