Question

（12分）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=           

（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)=             ,此过程吸收的热量为________________________.

（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____极移向____极（填“正”或“负”）；电池的负极电极反应式为                  。

（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____                                             。

 

Answer 1

【答案】

（1）－2219.9kJ/mol(2分)      （2）0.16mol/L•min^-1 (2分)， 32.96kJ(2分)

（3）正(1分)，负(1分), C₃H₈ + 10O^2- -20e- =3CO₂ +4H₂O(2分)

（4）有无色气体生成，有白色沉淀生成。(2分)

【解析】（1）根据盖斯定律可知，（①＋②×3）÷2，即得到C₃H₈(g) +5O₂(g) = 3CO₂(g) +4H₂O(l)，所以反应热是△H＝（-2741.8kJ/mol-566kJ/mol×3）÷2＝－2219.9kJ/mol。

（2）反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示，所以氢气的反应速率是0.16mol/L•min^-1 ；根据热化学方程式可知，吸热的热量是41.2kJ/mol×0.8mol＝32.96kJ。

（3）原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。负极失去电子，所以丙烷在负极通入，则负极方程式为C₃H₈ + 10O^2- -20e- =3CO₂ +4H₂O。

（4）电解池中阴极是得到电子的，所以溶液中的氢离子在阴极放电生成氢气，从而破坏了阴极周围水的电离平衡，产生OH^－，所以阴极还产生白色沉淀氢氧化镁。