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20.北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8),亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(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=+124.2 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和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐.电池反应方程式为C3H8+5O2═3CO2+4H2O;放电时CO32-移向电池的负(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)=1.5×10-5 mol•L-1.若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3═HCO3-+H+的平衡常数K1=4.2×10-7.(已知10-5.60=2.5×10-6

分析 (1)依据热化学方程式和盖斯定律计算得到;
(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,以此书写电极反应,电解质溶液中阴离子向负极移动;
(3)弱酸电离平衡常数等于平衡状态离子平衡浓度幂次方乘积除以的弱电解质平衡浓度达到.

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
依据盖斯定律①-②得到C3H8(g)→CH3CH=CH2(g)+H2(g)△H=+124.2KJ/mol
则相同条件下,反应C3H8(g)→CH3CH=CH2(g)+H2(g)△H=+124.2KJ/mol;
故答案为:+124.2;
(2)燃料电池中,负极上燃料失电子发生氧化反应,正极上氧化剂得电子发生还原反应,负极电极反应式为C3H8-20e-+10CO32-=13CO2+4H2O,正极反应式为:O2+2CO2+4e-=2CO32-,所以其电池反应式为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)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(H+)=c(HCO3-)=10-5.6mol/L,c(H2CO3)=1.5×10-5 mol•L-1.若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3?HCO3-+H+的电离平衡常数Ka1=$\frac{c({H}^{+})c(HC{{O}_{3}}^{-})}{c({H}_{2}C{O}_{3})}$=$\frac{1{0}^{-5.6}×1{0}^{-5.6}}{1.5×1{0}^{-5}}$=$\frac{2.5×1{0}^{-6}×2.5×1{0}^{-6}}{1.5×1{0}^{-5}}$=4.2×10-7
故答案为:4.2×10-7

点评 本题考查了热化学方程式和盖斯定律计算应用,原电池原理,弱电解质平衡常数计算和电离度计算应用,掌握基础是关键,题目难度中等.

练习册系列答案
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(1)高温下水分解体系中主要物质的体积分数与温度的关系如图1所示.下列说法正确的是C
A.图中A、B表示的粒子依次是O和H
B.图中A、B表示的粒子依次是H+和O2-
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(4)在100℃、200KPa的条件下,反应aA(g)?bB(g)+cC(g)建立平衡后,在不加入任何物质的条件下,逐步增大体系的压强(维持温度不变),如表列出的是不同压强下反应建立平衡时物质B的浓度.根据表中的数据,回答下列问题:
压强(KPa)2005001000
B的浓度(mol/L)0.040.10.27
①比较大小:a= b+c(填“>”、“<”或“=”)
②压强从500KPa增加到1000KPa时,平衡正向移动(填“正向”、“逆向”或“不移动”),其原因可能为压强增大为原来的两倍,B浓度的变化大于两倍,说明C在增大压强时变为非气体,平衡正向移动.
12.2009年8月,陕西省凤翔县长青镇马道口村和邻村孙家南头村的村民们自发到宝鸡各大医院检测发现,两村数百名婴幼儿及儿童绝大多数被检测出体内铅含量超标,其中部分超标严重,已达到中毒标准.两村民居南北环抱着的一家年产铅锌20万吨的冶炼企业,被疑与此有关.
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