Question

丙烷在燃燒時能放出大量的熱，它也是液化石油氣的主要成分，作為能源應用于人們的日常生產(chǎn)和生活。已知：

①2C3H8(g)＋7O2(g) =6CO(g)＋8H2O(g)   △H =－2389.8 kJ/mol

②2CO(g) + O2(g) =2CO2(g)              △H =－566 kJ/mol

③H2O(l) = H2O(g)                      △H =+ 44.0 kJ/mol

（1）寫出C3H8燃燒時燃燒熱的熱化學方程式                      。

（2）C3H8在不足量的氧氣里燃燒，生成CO、CO2、H2O(g)，將所有的產(chǎn)物通入一個體積固定的密閉容器中，在一定條件下發(fā)生如下可逆反應：CO(g) +H2O(g)  CO2(g) +H2(g)該反應的平衡常數(shù)與溫度的關系如下表：

溫度/℃	400	500	800
平衡常數(shù)K	9.94	9	1

保持溫度為800℃，在甲、乙兩個恒容密閉容器中，起始時按照下表數(shù)據(jù)進行投料，充分反應直至達到平衡。

	H2O	CO	CO2	H2
甲 （質(zhì)量/g）	1.8	8.4	a	1
乙 （質(zhì)量/g）	1.8	2.8	0	0

①起始時，要使甲容器中反應向正反應方向進行，則a的取值范圍是         ；達到平衡時，乙容器中CO的轉化率為         。

②下圖表示上述甲容器中反應在t1時刻達到平衡，在t2時刻因改變某一個條件而發(fā)生變化的情況。則t2時刻改變的條件可能是     、    （答兩個要點即可）。

 

（3）CO2可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3。

① Na2CO3溶液中離子濃度由大到小的順序為　　           　　��；

② 已知25℃時，H2CO3的電離平衡常數(shù)K1 = 4.4×10-7 mol/L、K2 = 4.7×10-11 mol/L，當Na2CO3溶液的pH為11時，溶液中c(HCO3-)∶c(CO32-) =          。

③ 0.1 mol/L Na2CO3溶液中c(OH-) -c(H+) =                       [用含c(HCO3－)、c(H2CO3)的符號表示]。

 

Answer 1

（1）C3H8（g）+5O2（g）═3CO2（g）+4H2O（l）的△H= -2219.9kJ/mol

（2）①0＜a＜2.64   50%

     ②降低溫度、降低H2的濃度、增大H2O（g）的濃度

（3）①c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+）

②1：4.7

③c（HCO3-）+2 c（H2CO3）

【解析】（1）已知：①2C3H8（g）+7O2（g）=6CO（g）+8H2O（l）△H1=-2741.8kJ/mol

②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-566kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，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

（2）①該反應是一個等體積的反應,在800℃時化學平衡常數(shù)為了,在反應開始時,若CO2的濃度為a,則的一定向正向移動,n(H2O)=0.1mol,n(CO)=0.3mol,n(CO2)=a/44mol, n(H2)=0.5mol，若要使反應向正向進行，起始時有 ,則①0＜a＜2.64，對于乙來說，開始時，n(CO)=0.1mol，n(CO2)= n(H2)=0；假設在反應過程中CO的轉化的物質(zhì)的量為x，則在平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量為n(H2O)=n（CO）=（0.1-x）mol，n(CO2)= n(H2)=xmol，由于該反應是反應前后氣體體積相等的反應，而且在800℃時K=1，所以（0.1-x）2=x2,解得x=0.05mol,故CO的轉化率為50%。由圖知t2時刻改變的條件可能是，降低溫度、降低H2的濃度、增大H2O（g）的濃度。

（3）①碳酸鈉溶液顯堿性，發(fā)生二次水解，第一級水解比第二級水解要大，因而c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+）。

②HCO3-CO32-+H+

     

③碳酸鈉水解顯堿性，根據(jù)質(zhì)子守恒得，c（OH-）=c（H+）+c（HCO3-）+2 c（H2CO3）

所以，c(OH-) -c(H+) = c（HCO3-）+2 c（H2CO3）