Question

北京奧運會“祥云”火炬燃料是丙烷（C₃H₈），亞特蘭大奧運會火炬燃料是丙烯（C₃H₆）．
（1）丙烷通過脫氫反應(yīng)可得丙烯．
已知：①C₃H₈（g）→CH₄（g）+C₂H₂ （g）+H₂（g）△H₁=+156.6kJ/mol
②C₃H₆ （g）→CH₄（g）+C₂H₂ （g ）△H₂=+32.4kJ/mol
則相同條件下，反應(yīng)C₃H₈（g）→C₃H₆（g）+H₂（g）的△H=

 

kJ/mol．
（2）以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入O₂，負(fù)極通入丙烷，電解質(zhì)是KOH溶液．則燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為

 

．
（3）常溫下，0.1mol/LNaHCO₃溶液的pH大于8，則溶液中c（H₂CO₃）

 

c（CO₃^2-）（填“＞”、“=”、“＜”），原因是

 

（用離子方程式和必要的文字說明）．
（4）請寫出Na₂CO₃溶液中的各離子濃度大小關(guān)系式：

 

．

Answer 1

考點：熱化學(xué)方程式,原電池和電解池的工作原理,鹽類水解的應(yīng)用,離子濃度大小的比較

專題：

分析：（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到；
（2）丙烷燃料電池，該電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，燃料在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣再正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，注意電解質(zhì)溶液為堿溶液的環(huán)境；
（3）HCO₃^-既能電離顯酸性又能水解顯堿性，而現(xiàn)在NaHCO₃溶液的pH大于8，說明HCO₃^-的水解程度大于其電離程度，據(jù)此分析；
（4）Na₂CO₃ 為強堿弱酸鹽，CO₃^2-水解導(dǎo)致溶液呈堿性，根據(jù)電荷守恒判斷離子濃度大小

解答： 解：（1）①C₃H₈（g）→CH₄（g）+HC≡CH（g）+H₂（g）△H₁=156.6kJ?mol^-1
②CH₃CH=CH₂（g）→CH₄（g）+HC≡CH（g）△H₂=32.4kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律①-②得到C₃H₈（g）→CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g）△H=+124.2KJ/mol
則相同條件下，反應(yīng)C₃H₈（g）→CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g）△H=+124.2KJ/mol；
故答案為：+124.2；
（2）丙烷燃料電池，該電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，燃料丙烷在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：C₃H₈-20e^-+26 OH^-=3CO₃^2-+17H₂O，
故答案為：C₃H₈-20e^-+26OH^-=3CO₃^2-+17H₂O；
（3）HCO₃^-既能電離顯酸性又能水解顯堿性，而現(xiàn)在NaHCO₃溶液的pH大于8，說明HCO₃^-的水解程度大于其電離程度：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-；故水解出的c（H₂CO₃）大于電離出的c（CO₃^2-），故答案為：＞；HCO₃^-既能水解又能電離：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，而0.1mol/LNaHCO₃溶液的pH大于8，溶液顯堿性，說明HCO₃^-的水解程度大于其電離程度，故水解出的c（H₂CO₃）大于電離出的c（CO₃^2-）．
（4）Na₂CO₃ 為強堿弱酸鹽，CO₃^2-水解導(dǎo)致溶液呈堿性，溶液中物質(zhì)的行為：
         Na₂CO₃ =2Na⁺+CO₃^2-
         CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-
HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH-
         H₂O?OH^-+H⁺
根據(jù)鹽的單水解程度很小可知：溶液中離子濃度大小順序是c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）．
故答案為：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）．

點評：本題考查了蓋斯定律的應(yīng)用和燃料電池電極反應(yīng)的書寫，并考查了鹽溶液中離子濃度的大小關(guān)系，綜合性較強，但難度不大．