Question

（12分）丙烷在燃燒時能放出大量的熱，它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）反應C₃H₈(g) +5O₂(g) = 3CO₂(g) +4H₂O(l)的 △H=           

（2）現(xiàn)有1mol C₃H₈在不足量的氧氣里燃燒，生成1mol CO和2mol CO₂以及氣態(tài)水，將所有的產物通入一個固定體積為1L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) △H₁= + 41.2kJ/mol

  5min后體系達到平衡，經(jīng)測定，H₂為0.8mol，則v(H₂)=             ,此過程吸收的熱量為________________________.

（3）依據(jù)（1）中的反應可以設計一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丙烷氣體；燃料電池內部是熔融的摻雜著氧化釔（Y₂O₃）的氧化鋯（ZrO₂）晶體，在其內部可以傳導O^2—。在電池內部O^2—由____極移向____極（填“正”或“負”）；電池的負極電極反應式為                  。

（4）用上述燃料電池用惰性電極電解足量Mg（NO₃）₂和NaCl的混合溶液。電解開始后陰極的現(xiàn)象為____                                             。

 

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

（4）有無色氣體生成，有白色沉淀生成。(2分)

【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律可知，（①＋②×3）÷2，即得到C₃H₈(g) +5O₂(g) = 3CO₂(g) +4H₂O(l)，所以反應熱是△H＝（-2741.8kJ/mol-566kJ/mol×3）÷2＝－2219.9kJ/mol。

（2）反應速率通常用單位時間內濃度的變化量來表示，所以氫氣的反應速率是0.16mol/L•min^-1 ；根據(jù)熱化學方程式可知，吸熱的熱量是41.2kJ/mol×0.8mol＝32.96kJ。

（3）原電池中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。負極失去電子，所以丙烷在負極通入，則負極方程式為C₃H₈ + 10O^2- -20e- =3CO₂ +4H₂O。

（4）電解池中陰極是得到電子的，所以溶液中的氫離子在陰極放電生成氫氣，從而破壞了陰極周圍水的電離平衡，產生OH^－，所以陰極還產生白色沉淀氫氧化鎂。