Question

丙烷在燃烧时能放出大量的热，它也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）；△H=-2741.8kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566kJ/mol
（1）反应C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）的△H=

 

（2）C₃H₈在不足量的氧气里燃烧，生成CO和CO₂以及气态水，将所有的产物通入一个固定体积的密闭容器中，在一定条件下发生如下可逆反应：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），△H＞0
①下列事实能说明该反应达到平衡的是

 

．
a．体系中的压强不发生变化                  
b．υ_正（H₂）=υ_逆（CO）
c．混合气体的平均相对分子质量不发生变化    
d．CO₂的浓度不再发生变化
②在某温度下，反应物的起始浓度分别为：c（CO）=1mol?L^-1，c（H₂O）=2.4mol?L^-1； 达到平衡后，CO的转化率为60%，此时H₂O的转化率为

 

；
（3）CO₂可用NaOH溶液吸收得到Na₂CO₃或NaHCO₃．
①Na₂CO₃俗称纯碱，解释其水溶液呈碱性的原因，用离子方程式表示

 

，该溶液中离子浓度由大到小的顺序为

 

②已知25℃时，Na₂CO₃溶液的水解常数为K_b=2×10^-4mol/L，则当溶液中c（HCO₃^-）：c（CO₃^2-）=2：1时，试求溶液的pH=

 

．
③0.1mol/L Na₂CO₃溶液中c（OH^-）-c（H⁺）=

 

[用含c（HCO^-₃）、c（H₂CO₃）的关系式表示]．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,热化学方程式,化学平衡的影响因素,盐类水解的应用

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）根据盖斯定律来计算丙烷完全燃烧的反应热；
（2）①利用平衡的特征“等”、“定”及由此衍生的一些量来分析；
②据方程式结合三段式列式计算，转化率=

消耗量

起始量

×100%；
（3）①碳酸钠是强碱弱酸盐，能发生水解生成碳酸氢钠和氢氧化钠而使溶液呈碱性；碳酸钠溶液中分步水解显碱性，结合离子浓度比较大小；
②依据水解平衡常数和电离平衡常数计算溶液PH；
③根据原子守恒和电荷守恒计算c（OH^-）-c（H⁺）的值．

解答： 解：（1）由①2C₃H₈（g）+7O₂ （g）=6CO （g）+8H₂O△H₁=-2741.8kJ/mol，
②2CO （g）+O₂（g）=2CO₂ （g）△H₂=-566kJ/mol，
根据盖斯定律可知，

①+②×3

2

可得C₃H₈（g）+5O₂ （g）=3CO₂ （g）+4H₂O，
其反应热为

(-2741.8KJ/mol)+(-566KJ/mol)×3

2

=-2219.9KJ/mol，
故答案为：-2219.9KJ/mol；
（2）①a．由反应可知，反应前后的压强始终不变，则体系中的压强不发生变化，不能判断平衡，故a错误；                   
b．v_正（H₂）=v_逆（CO），说明一氧化碳正逆反应速率相同，说明反应达到平衡状态，故b正确；
c．，因体积不变，气体的总质量不变，所以混合气体的密度始终不变，不发生变化，不能判断平衡，故c错误；               
d．CO₂的浓度不再发生变化，由平衡的特征“定”可知，则化学反应达到平衡，故d正确；
故答案为：bd；
②到平衡后，CO的转化率为60%，则CO的转化的物质的量浓度为1mol/L×60%=0.6mol/L，依据化学平衡三段式列式得到
              CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol/L）  1        2.4      0       0
变化量（mol/L）  0.6      0.6      0.6     0.6
平衡量（mol/L） 0.4       1.8      0.6     0.6
根据反应的方程式可知H₂O的浓度变化量为0.6mol/L，所以水的转化率为：

0.6mol

2.4mol/L

×100%=25%；
故答案为：25%；
（3）①碳酸钠是强碱弱酸盐，能发生两步水解，第一步水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子，水解方程式为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；碳酸钠溶液中分步水解显碱性溶液中离子浓度大小为：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）；
故答案为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）；
②Kb=

c(HCO3-(OH-))

c(CO32-)

=2×10^-4，又c（HCO₃^-）：c（CO₃^2-）=2：1，则c（OH^-）=10^-4，结合K_W=10^-14，可得c（H⁺）=10^-10，pH=10，故答案为：10；
③根据原子守恒和电荷守恒计算c（OH^-）-c（H⁺）的值，根据碳原子守恒得，c（CO₃^2-）+c（HCO₃^- ）+c（H₂CO₃）=0.1mol/L，根据溶液中电荷守恒得：2×c（CO₃^2-）+c（HCO₃^- ）+c（OH^-）=c（Na⁺ ）+c（H⁺ ），c（Na⁺ ）=0.2mol/L，所以c（OH^-）-c（H⁺）=c（HCO₃^- ）+2c（H₂CO₃），
故答案为：c（HCO₃^- ）+2c（H₂CO₃）．

点评：本题考查化学平衡的有关计算，题目难度中等，注意掌握影响平衡移动的因素，把握平衡转化率\水解拍婚纱和电离平衡常数的计算和应用，难点是根据溶液中电荷守恒和原子守恒计算c（OH^-）-c（H⁺）的值．