Question

丙烷在燃燒時(shí)能放出大量的熱，它也是液化石油氣的主要成分，作為能源應(yīng)用于人們的日常生產(chǎn)和生活。已知：

①2C3H8(g) ＋7O2(g) = 6CO(g)＋8H2O(g)?? △H = －2389.8 kJ/mol

②2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g)????????????? △H = －566 kJ/mol

③H2O(l) = H2O(g)???? △H = + 44.0 kJ/mol

（1）寫出C3H8燃燒時(shí)燃燒熱的熱化學(xué)方程式???????????????????????????????????????????? 。

（2）C3H8在不足量的氧氣里燃燒，生成CO、CO2、H2O(g)，將所有的產(chǎn)物通入一個(gè)體積固定的密閉

容器中，在一定條件下發(fā)生如下可逆反應(yīng)： CO(g) +? H2O(g)CO2(g) +? H2(g)

該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下表：

溫度/℃	400	500	800
平衡常數(shù)K	9.94	9	1

 

保持溫度為800℃，在甲、乙兩個(gè)恒容密閉容器中，起始時(shí)按照下表數(shù)據(jù)進(jìn)行投料，充分反應(yīng)直至達(dá)到平衡。

	H2O	CO	CO2	H2
甲 （質(zhì)量/g）	1.8	8.4	a	1
乙 （質(zhì)量/g）	1.8	2.8	0	0

 

①起始時(shí)，要使甲容器中反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則a的取值范圍是????????????????? ；達(dá)到平衡

時(shí)，乙容器中CO的轉(zhuǎn)化率為???????? 。

②如圖表示上述甲容器中反應(yīng)在t1時(shí)刻達(dá)到平衡，在t2時(shí)刻因改變某一個(gè)條件而發(fā)生變化的情況。則t2時(shí)刻改變的條件可能是???????????????????????????? 、??????????????????? （答兩個(gè)要點(diǎn)即可）。

（3）CO2可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3。

① Na2CO3溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?/span>　　?????????? 　　　　　　　　??? 　　　　　；

② 已知25℃時(shí)，H2CO3的電離平衡常數(shù)K1 = 4.4×10-7 mol/L、K2 = 4.7×10-11 mol/L，當(dāng)Na2CO3溶液的pH為11時(shí)， 溶液中c(HCO3-)∶c(CO32-) = ?????????? 。

③ 0.1 mol/L Na2CO3溶液中c(OH-) － c(H+ ) = ?????????????????????? [用含c(HCO3－)、c(H2CO3)的符號表示]。

 

Answer 1

【答案】

（1）C3H8(g) ＋5O2(g) = 3CO2(g)＋4H2O(l)?? △H = －2219.9 kJ/mol

（2）① 0 ≤a ＜2.64??? ；?? 50%???

② 降低溫度、降低H2濃度、增大H2O(g)濃度

（3）① c(Na+) > c(CO32-) > c(OH-) > c(HCO3-) > c(H+)

② 1 : 4.7

③ c(HCO3-) + 2c(H2CO3)

【解析】

試題分析：（1）燃燒熱是1mol的物質(zhì)完全燃燒產(chǎn)生穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出熱量的化學(xué)方程式。將（①+②×3- ③×8）÷2，整理可得：C3H8(g)＋5O2(g) =3CO2(g)＋4H2O(l)?? △H =－2219.9 kJ/mol。（2）①該反應(yīng)是個(gè)反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)。在800℃時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)為1.對于甲來說，在反應(yīng)開始時(shí)，若CO2的質(zhì)量為0，則反應(yīng)一定正向進(jìn)行，n(H2O)=0.1mol; n(CO)=0.3mol; n(CO2)=a/44mol, n(H2)=0.5mol.）若要使反應(yīng)正向進(jìn)行。起始時(shí)，則；。解得0<a<2.64.

對于乙來說：開始時(shí)n(H2O)=0.1mol;n(CO)=0.1mol ;n(CO2)=0 ;n(H2)=0;假設(shè)在反應(yīng)的過程中CO轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為x,則在平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量為：n(H2O)=(0.1-x)mol; n(CO)=(0.1-x)mol ; %n(CO2)=xmol;n(H2)=xmol。由于該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，而且在800℃時(shí)的平衡常數(shù)為1.所以(0.1-x)×(0.1-x)=x2.解得x=0.05mol.所以CO的轉(zhuǎn)化率為0.05÷0.1×100%=50%。②由化學(xué)平衡常數(shù)以溫度的關(guān)系可知：升高溫度，化學(xué)平衡產(chǎn)生減小。說明升高溫度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動。根據(jù)平衡移動原理，升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動。逆反應(yīng)方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。由于在平衡后改變某一條件，時(shí)，c(CO2)增大，c(CO)減小，所以改變外界條件使平衡正向移動，可以通過降低溫度的方法來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)榉磻?yīng)前后氣體的體積相等，所以改變壓強(qiáng)，化學(xué)平衡不發(fā)生移動。若增大H2O 蒸汽的濃度或減小H2的濃度都會使化學(xué)平衡正向移動。因此改變的外界條件是降低溫度、降低H2濃度、增大H2O(g)濃度。（3）①Na2CO3是強(qiáng)堿弱酸鹽。Na2CO3=2Na++CO32-，CO32-會發(fā)生水解反應(yīng)：CO32-+ H2OHCO3-+ OH-消耗水電離產(chǎn)生的H+，促進(jìn)水的電離。產(chǎn)生的HCO3-會繼續(xù)水解：HCO3-+ H2OH2CO3+ OH-。當(dāng)最終達(dá)到平衡時(shí)c(OH-)> c(HCO3-) >c(H+) .所以在Na2CO3溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?/span>c(Na+) > c(CO32-) > c(OH-) > c(HCO3-) > c(H+)。②HCO3-H++ CO32- .；；。③Na2CO3溶液顯堿性，根據(jù)質(zhì)子守恒可得c(OH-)=c(H+ )(始) = c(H+ )+ c(HCO3-)+2(H2CO3)。所以c(OH-)-c(H+ ) = c(HCO3-)+2(H2CO3)。

考點(diǎn)：考查熱化學(xué)方程式的書寫、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率、平衡移動的措施、離子濃度的大小比較的知識。