Question

12．低碳原子数的烷烃（如C₃H₈）和烯烃（如C₃H₆）是用途广泛的工业原料，也是优良的工业燃料；C₃H₈与C₃H₆之间可以相互转化．回答下列问题：
（1）已知：C₃H₈（g）=CH₄（g）+HC≡CH（g）+H₂（g）△H=+156.6kJ/mol CH₃CH=CH₂（g）=CH₄（g）+HC≡CH（g）△H=+32.4kJ/mol
在相同条件下，反应 C₃H₈（g）=CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g）的△H=+124.2KJ/mol
（2）以C₃H₈为原料制作的燃料电池，在电池的正极区通入CO₂和O₂，负极区通入 C₃H₈，以某种熔融碳酸盐作电解质．该电池发生的总反应的反应方程式为C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O ，电池工作时，CO₃^2-向负极区域移动．
（3 ）C₃H₆燃烧生成的CO₂是生产NaHCO₃的重要原料．实验测得，常温下饱和NaHCO₃溶液的pH＞8，请说明其原因（用离子方程式表示）HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；溶液中c（H₂CO₃）＞c（CO₃^2-）（用“＞”、“＜”或“=”表示）．

Answer 1

分析 （1）依据已知化学方程式构建目标方程式，根据盖斯定律计算得到△H；
（2）以C₃H₈为原料制作的燃料电池，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，以此来书写电池总反应方程式，原电池中阴离子向负极移动；
（3）常温下，NaHCO₃溶液的pH大于8，说明溶液中HCO₃^-水解程度大于电离程度导致溶液呈碱性，根据NaHCO₃溶液的中HCO₃^-的水解程度大于自身的电离程度来回答c（H₂CO₃）、c（CO₃^2-）相对大小．

解答 解：（1）已知①C₃H₈（g）→CH₄（g）+HC≡CH（g）+H₂（g）△H₁=156.6kJ/mol
②CH₃CH=CH₂（g）→CH₄（g）+HC≡CH（g）△H₂=32.4kJ/mol
依据盖斯定律①-②得到C₃H₈（g）→CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g）△H=（156.6kJ/mol ）-（32.4kJ/mol）=+124.2KJ/mol，
故答案为：+124.2KJ/mol；
（2）以C₃H₈为原料制作的燃料电池，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CO₃^2-移向电池的负极，
故答案为：C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O；负；
（3）常温下，NaHCO₃溶液的pH大于8，说明溶液中HCO₃^-水解程度大于电离程度导致溶液呈碱性，水解平衡为HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，因NaHCO₃溶液显碱性，HCO₃^-的水解程度大于自身的电离程度，即NaHCO₃溶液中既存在电离平衡为HCO₃^-?CO₃^2-+H⁺，水解平衡为HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，而HCO₃^-水解程度大于电离程度，所以c（H₂CO₃）＞c（CO₃^2-），
故答案为：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；＞．

点评 本题考查了反应热的计算、燃料电池的工作原理、盐类水解的分析，为高频考点，明确溶质性质是解本题关键，易错点是比较c（H₂CO₃）、c（CO₃^2-）相对大小，侧重考查学生分析判断能力，题目难度中等．