Question

（14分）丙烷在燃烧时能放出大量的热，它也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）△H=+41.2kJ/mol

①下列事实能说明该反应达到平衡的是             。

a．体系中的压强不发生变化   

b．V_正（H₂）=V _逆（CO）

c．混合气体的平均相对分子质量不发生变化

d．CO₂的浓度不再发生变化

②5min后体系达到平衡，经测定，H₂为0.8mol，则v（H₂O）=   ；此时该反应的平衡常数K为  。

③向平衡体系中充入少量CO则平衡常数K         （填“增大”、“减小”或“不变”）

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﹣,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            。

（3）用上述燃料电池和惰性电极电解足量Mg(NO₃)₂和NaCl的混合溶液．电解开始后阴极区的现象为        。

Answer

（1）△H=﹣2219.9kJ/mol (2分)

（2）①b、d (1分)②v（H2O）=0.16mol/（L.min）(2分不带单位扣一分)；K= 3.5 (2分)

③不变 (1分)（3）正 ，负；(各1分)C3H8 + 10O2﹣﹣ 20e﹣＝3CO2 ↑+ 4H2O (2分)

（4）有无色气体生成，有白色沉淀生成 (2分)

【解析】

试题分析：（1）已知：①2C3H8（g）+7O2（g）＝6CO（g）+8H2O （l）△H1=﹣2741.8kJ/mol，②2CO （g）+O2（g）＝2CO2（g）△H2=﹣566kJ/mol，则根据盖斯定律可得0.5×①+1.5×②即得到反应C3H8（g）+5O2（g）＝3CO2（g）+4H2O（l） 的△H=0.5△H1+1.5△H2=－2219.9KJ/mol。

（2）①a、该反应前后气体的系数相等，不论是否达到平衡，压强为定值，所以体系中的压强不发生变化，不能说明反应达到平衡，a错误；b、V正（H2）=V 逆（CO），说明正反应速率等于逆反应速率，反应达到平衡状态，b正确；c、不论是否达到平衡，反应前后气体的质量不变，物质的量不变，所以混合气体的平均相对分子质量不发生变化，不能说明反应达到平衡，c错误；d、物质的浓度不再发生变化，说明反应达到平衡状态，d正确，答案选bd。

②v(H2)=△c（H2）/△t==0.16 mol/(L·min)。根据氢元素守恒可知水蒸气的物质的量是4mol，如根据方程式可知

CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）

起始浓度（mol/L） 1 4 2 0

转化浓度（mol/L） 0.8 0.8 0.8 0.8

平衡浓度（mol/L） 0.2 3.2 2.8 0.8

化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，则平衡常数为

③化学平衡常数受温度影响，不受浓度影响，所以向平衡体系中充入少量CO，平衡常数不变。

（3）根据电流方向可知电池内部阴离子向负极移动，所以该电池内部O2—由正极移向负极；C3H8在O2‾存在的条件下在负极上得电子生成CO2和H2O，则负极电极方程式为：C3H8+10O2- -20e- = 3CO2↑+4H2O。

（4）用惰性电极电解足量Mg（NO3）2和NaCl的混合溶液，根据放电顺序，阴极上H2O电离出的H+得电子生成H2，OH‾浓度增大，OH‾与Mg2+结合生成Mg(OH)2沉淀，所以阴极反应现象为：有大量无色气泡（或气体）产生，并且有白色沉淀产生。

考点：考查考查盖斯定律的应用、化学反应速率、化学平衡、原电池和电解池原理