Question

丙烷在燃烧时能放出大量的热，它是液化石油气的主要成分，作为能源应用于人们的日常生产和生活．
已知：
①2C₃H₈（g）+7O₂（g）=6CO（g）+8H₂O（l）△H₁=-2741.8kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₂=-566kJ/mol
（1）反应C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）的△H=

-2219.9kJ/mol

．
（2）现有1mol C₃H₈在不足量的氧气里燃烧，生成1mol CO和2mol CO₂以及气态水，将所有的产物通入一个固定体积为1L的密闭容器中，在一定条件下发生如下可逆反应：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H₁=+41.2kJ/mol，5min后体系达到平衡，经测定，H₂为0.8mol，则v（H₂）=

0.16mol/L?min^-1

，此过程吸收的热量为

32.96kJ

．
（3）依据（1）中的反应可以设计一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丙烷气体；燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇（Y₂O₃）的氧化锆（ZrO₂）晶体，在其内部可以传导O^2-．在电池内部O^2-由

正

极移向

负

极（填“正”或“负”）；电池的负极电极反应式为

C₃H₈+10O^2--20e-=3CO₂+4H₂O

．
（4）用上述燃料电池用惰性电极电解足量Mg（NO₃）₂和NaCl的混合溶液．电解开始后阴极的现象为

有无色气体生成，有白色沉淀生成

．

Answer 1

分析：（1）根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减，反应热也处于相应的系数进行相应的加减，构造目标热化学方程式，据此计算△H．
（2）根据v=

△c

△t

计算v（H₂）；由热化学方程式可知，每生成1molH₂吸收热量41.2kJ，据此计算生成0.8molH₂吸收的热量．
（3）原电池内部阴离子向由正极向负极移动；原电池负极放出氧化反应，丙烷在负极放电，与O^2-结合生成二氧化碳与水．
（4）电解池阴极发生还原反应，阳离子在阴极放电，H⁺（实际是水）在阴极放电生成氢气，产生氢氧根离子，氢氧根离子与镁离子反应生成氢氧化镁沉淀．

解答：解：（1）已知：①2C₃H₈（g）+7O₂（g）=6CO（g）+8H₂O（l）△H₁=-2741.8kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₂=-566kJ/mol
根据盖斯定律，①+②×3得2C₃H₈（g）+10O₂（g）=6CO₂（g）+8H₂O（l），△H₃=-2741.8kJ/mol+（-566kJ/mol
）×3=-4439.8kJ/mol，
即C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-2219.9kJ/mol
故答案为：-2219.9kJ/mol．
（2）v（H₂）=

0.8mol 1L

5min

=0.16mol/L?min^-1；由热化学方程式可知，每生成1molH₂吸收热量41.2kJ，所以生成0.8molH₂吸收的热量为

0.8mol

1mol

×41.2kJ=32.96kJ．
故答案为：0.16mol/L?min^-1；32.96kJ．
（3）原电池内部阴离子向由正极向负极移动，所以电池内部O^2-由正极移向负极；原电池负极放出氧化反应，丙烷在负极放电，与O^2-结合生成二氧化碳与水，电极反应式为C₃H₈+10O^2--20e-=3CO₂+4H₂O．
故答案为：正、负；C₃H₈+10O^2--20e-=3CO₂+4H₂O．
（4）电解池阴极发生还原反应，阳离子在阴极放电，水在阴极放电，电极反应式为2H₂O-2e-=H₂↑+2OH^-，同时反应反应Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，故电解开始后阴极的现象为：有无色气体生成，有白色沉淀生成．
故答案为：有无色气体生成，有白色沉淀生成．

点评：考查盖斯定律、反应热的计算、化学反应速率、原电池、电解池等，难度中等，（3）中电极反应式书写为易错点，可以先写出正极电极反应式，利用总的反应式减去正极反应式可得负极反应式．