Question

【題目】丙烷是液化石油氣主要成分之一，是一種優良的燃料。試回答下列問題：

(1)如圖是一定量丙烷完全燃燒生成CO2和1mol H2O(l)過程中的能量變化圖，(圖中的括號內填入“+”或“﹣”)_____。寫出表示丙烷燃燒熱的熱化學方程式：_________________________

(2)科研人員設想用如圖所示裝置生產硫酸。

①上述生產硫酸的總反應方程式為_____________，b 是___________ 極(填“正”或“負”)，b 電極反應式為______________________________，a 電極發生______________ (填“氧化反應”或“還原反應”)。②生產過程中H+向_____(填 a 或 b)電極區域運動。

(3)將兩個鉑電極插入氫氧化鉀溶液中，向兩極分別通入甲烷和氧氣，可構成甲烷燃料電池，已知通入甲烷的一極為負極，其電極反應式為：_______________________。電池在放電過程中，溶液的pH值將______________ 。(填“下降”“上升”或“不變”)

Answer 1

【答案】- C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=—2215kJ／mol 2SO2+ O2+2H2O=2H2SO4 正 O2+4e-+4H+ =2H2O 氧化反應 b CH4—8e-+10OH-=CO32-+7 H2O 下降

【解析】

(1)由圖可知，丙烷完全燃燒生成CO2和1mol H2O（l）的反應放熱△H=-553.75kJ/mol；

（2）原電池工作時，二氧化硫在負極失電子發生氧化反應生成硫酸，電極反應式為SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，氧氣在正極得電子發生還原反應，電極反應式為O2+4e-+4H+=2H2O，電子從負極沿導線流向正極，陽離子向正極移動，；

（3）燃料電池工作時，通入甲烷的一極為負極，堿性條件下，甲烷在負極失電子發生氧化反應，電極反應式為CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，通入氧氣的電極是正極，氧氣在正極得電子發生還原反應，電極反應式為O2+4e-+2H2O=4OH-，電池的總反應方程式為CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O。

(1)由圖可知，反應物的總能量大于生成物的總能量，丙烷完全燃燒生成CO2和1mol H2O（l）的反應放熱△H=-553.75kJ/mol，則寫出的熱化學方程式為：C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（l）△H1=-2215.0kJ/mol，故答案為：— C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（l）△H1=-2215.0 kJ/mol；

（2）①由圖可知，通入二氧化硫的電極是負極，二氧化硫在負極a極失電子發生氧化反應生成硫酸，電極反應式為SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，通入氧氣的電極是正極，氧氣在正極b極得電子發生還原反應，電極反應式為O2+4e-+4H+=2H2O，則生產硫酸的總反應方程式為2SO2+ O2+2H2O=2H2SO4，故答案為：2SO2+ O2+2H2O=2H2SO4；正；O2+4e_+4H+=2H2O；氧化反應；

②生產過程中，電子從負極a極沿導線流向正極b極，陽離子向正極移動，H+向正極b極移動，故答案為：b；

（3）燃料電池工作時，通入甲烷的一極為負極，堿性條件下，甲烷在負極失電子發生氧化反應，電極反應式為CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，通入氧氣的電極是正極，氧氣在正極得電子發生還原反應，電極反應式為O2+4e-+2H2O=4OH-，電池的總反應方程式為CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O，反應中消耗OH-，溶液的pH值將下降，故答案為：CH4—8e-+10OH-=CO32-+7 H2O；下降。