Question

碳氢化合物是重要的能源物质．
（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和CO₂，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐．电池正极反应式为

 

；
（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=

 

．（已知10^-5.60=2.5×10^-6）

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,原电池和电解池的工作原理,弱电解质在水溶液中的电离平衡

专题：

分析：（1）根据已知反应和目标反应，利用盖斯定律可知反应C₃H₈（g）→CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g）由已知的反应相减得到，则△H=△H₁-△H₂；
（2）丙烷燃料电池中，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子；
（3）H₂CO₃?HCO₃^-+H⁺的平衡常数Ka=

c(H+)×c(HCO3-)

c(H2CO3)

，利用忽略水的电离及H₂CO₃的第二级电离，由溶液的pH=5.60可知c（H⁺），然后代入计算．

解答： 解：（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）丙烷燃料电池中，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为O₂+2CO₂+4e^-═2CO₃^2-，
故答案为：O₂+2CO₂+4e^-═2CO₃^2-；
（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H₂CO₃?HCO₃^-+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=1.25×10^-5mol?L^-1，
则Ka=

c(H+)×c(HCO3-)

c(H2CO3)

=

2.5×10-6mol/L×2.5×10-61mol/L

1.25×10-5mol/L

=5×10^-7 mol?L^-1，故答案为：5×10^-7 mol?L^-1．

点评：本题考查了多个知识点，属于小综合习题，明确盖斯定律、原电池的工作原理、电离平衡常数的计算，难度不大．写电极反应式注意电解质的参与．