Question

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(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）写出C3H8燃烧时燃烧热的热化学方程式???????????????????????????????????????????? 。

（2）C3H8在不足量的氧气里燃烧，生成CO、CO2、H2O(g)，将所有的产物通入一个体积固定的密闭

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)

该反应的平衡常数与温度的关系如下表：

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

 

保持温度为800℃，在甲、乙两个恒容密闭容器中，起始时按照下表数据进行投料，充分反应直至达到平衡。

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

 

①起始时，要使甲容器中反应向正反应方向进行，则a的取值范围是????????????????? ；达到平衡

时，乙容器中CO的转化率为???????? 。

②如图表示上述甲容器中反应在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改变某一个条件而发生变化的情况。则t2时刻改变的条件可能是???????????????????????????? 、??????????????????? （答两个要点即可）。

（3）CO2可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3。

① Na2CO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为　　?????????? 　　　　　　　　??? 　　　　　；

② 已知25℃时，H2CO3的电离平衡常数K1 = 4.4×10-7 mol/L、K2 = 4.7×10-11 mol/L，当Na2CO3溶液的pH为11时， 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)的符号表示]。

 

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 降低温度、降低H2浓度、增大H2O(g)浓度

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

② 1 : 4.7

③ c(HCO3-) + 2c(H2CO3)

【解析】

试题分析：（1）燃烧热是1mol的物质完全燃烧产生稳定的氧化物时所放出热量的化学方程式。将（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该反应是个反应前后气体体积相等的反应。在800℃时化学平衡常数为1.对于甲来说，在反应开始时，若CO2的质量为0，则反应一定正向进行，n(H2O)=0.1mol; n(CO)=0.3mol; n(CO2)=a/44mol, n(H2)=0.5mol.）若要使反应正向进行。起始时，则；。解得0<a<2.64.

对于乙来说：开始时n(H2O)=0.1mol;n(CO)=0.1mol ;n(CO2)=0 ;n(H2)=0;假设在反应的过程中CO转化的物质的量为x,则在平衡时各种物质的物质的量为：n(H2O)=(0.1-x)mol; n(CO)=(0.1-x)mol ; %n(CO2)=xmol;n(H2)=xmol。由于该反应是反应前后气体体积相等的反应，而且在800℃时的平衡常数为1.所以(0.1-x)×(0.1-x)=x2.解得x=0.05mol.所以CO的转化率为0.05÷0.1×100%=50%。②由化学平衡常数以温度的关系可知：升高温度，化学平衡产生减小。说明升高温度，化学平衡向逆反应方向移动。根据平衡移动原理，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动。逆反应方向为吸热反应，所以该反应的正反应为放热反应。由于在平衡后改变某一条件，时，c(CO2)增大，c(CO)减小，所以改变外界条件使平衡正向移动，可以通过降低温度的方法来实现。因为反应前后气体的体积相等，所以改变压强，化学平衡不发生移动。若增大H2O 蒸汽的浓度或减小H2的浓度都会使化学平衡正向移动。因此改变的外界条件是降低温度、降低H2浓度、增大H2O(g)浓度。（3）①Na2CO3是强碱弱酸盐。Na2CO3=2Na++CO32-，CO32-会发生水解反应：CO32-+ H2OHCO3-+ OH-消耗水电离产生的H+，促进水的电离。产生的HCO3-会继续水解：HCO3-+ H2OH2CO3+ OH-。当最终达到平衡时c(OH-)> c(HCO3-) >c(H+) .所以在Na2CO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+) > c(CO32-) > c(OH-) > c(HCO3-) > c(H+)。②HCO3-H++ CO32- .；；。③Na2CO3溶液显碱性，根据质子守恒可得c(OH-)=c(H+ )(始) = c(H+ )+ c(HCO3-)+2(H2CO3)。所以c(OH-)-c(H+ ) = c(HCO3-)+2(H2CO3)。

考点：考查热化学方程式的书写、物质的转化率、平衡移动的措施、离子浓度的大小比较的知识。