Question

10．（1）已知：①C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-2220.0kJ•mol^-1
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44.0kJ•mol^-1
写出丙烷燃烧生成CO₂和气态水的热化学方程式：C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-2044.0 kJ•mol^-1．
（2）航天飞机常采用新型燃料电池作为电能来源，燃料电池一般指采用H₂、CH₄、CO、C₂H₅OH等可燃物质与O₂一起构成的电池装置，它可直接将化学能转化为电能．我国发射的“神舟五号”载人飞船是采用先进的甲烷电池为电能来源，该电池以KOH溶液为电解质．试回答：
①负极上的电极反应为CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O；
②消耗标准状况下的5.6L O₂时，有1mol电子发生转移．
③开始放电时，正极附近溶液的pH增大（填“增大”“减小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）利用已知反应，据盖斯定律将已知反应相加减改写为目标方程式，计算反应热和书写热化学方程式；
（2）①原电池中失电子的电极是负极，负极失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应；
②计算出氧气的物质的量即可求出转移电子数；
③根据放电时的正极反应来确定正极附近溶液的氢氧根离子浓度的变化．

解答 解：（1）已知：①C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（l）△H₁=-2 220.0kJ/mol
②H₂O（l）═H₂O（g）△H₂=44.0kJ/mol
据盖斯定律①+-4×②得：C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（l）△H₁=-2044.0kJ/mol
故答案为：C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（l）△H₁=-2044.0kJ/mol
（2）①甲烷燃料电池中，甲烷在负极失电子生成碳酸根离子，氧气在正极得电子，电极反应式为：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，
故答案为：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
②5.6L 氧气的物质的量为：$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$═0.25mol，根据电极反应：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，消耗5.6L（标准状况下）O₂时，转移电子数为：0.25mol×4═1mol，
故答案为：1；
③开始放电时，正极上是氧气发生得电子得还原反应，即O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，产生氢氧根，在该极附近溶液氢氧根离子浓度增大，
故答案为：增大．

点评 本题考查了盖斯定律的应用和燃料电池，明确原电池正负极上发生的反应是解本题关键，注意根据电极方程式计算转移的电子的量，题目难度中等．