Question

人们已经研制出以丙烷为燃料的新型燃料电池，电解质为熔融碳酸盐，电池总反应方程式为：C₃H₈+5O₂=3CO₂+4H₂O．
（1）已知：2C₃H₈（g）+7O₂（g）=6CO（g）+8H₂O（l）△H₁=-2745.0kJ?mol^-1
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₂=-393.5kJ?mol^-1
2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H₃=-221.05kJ?mol
则反应C₃H₈（g）+5O₂（g）═3CO₂（g）+4H₂O（l）的△H

-2221.5KJ/mol

．
（2）该电池的正极通入O₂和CO₂，负极通入丙烷，则正极的电极反应式为

O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-

，电池工作时CO₃^2-移向

负

极．
（3）用该电池电解1L 1mol?L^-1的AgNO₃溶液，此电解池反应的化学方程式为

4AgNO₃+2H₂O

通电  .

2Ag+O₂↑+4HNO₃

；当该电池消耗0.005molC₃H₈时，所得溶液的pH为

1

（溶液体积变化忽略不计）

Answer 1

分析：（1）根据盖斯定律来计算丙烷完全燃烧的反应热；
（2）负极通入丙烷，碳元素的化合价升高，电池的正极通入O₂，氧元素的化合价降低，原电池中阴离子向负极移动；
（3）电解硝酸银生成银、硝酸和氧气，根据0.005molC₃H₈转移电子的量，求算电解池中生成氢离子的量．

解答：解：（1）2C₃H₈（g）+7O₂（g）=6CO（g）+8H₂O（l）△H₁=-2745?0kJ?mol^-1
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₂=-393?5kJ?mol^-1
2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H₃=-221?05kJ?mol，
根据盖斯定律可知，反应C₃H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（1）的△H为：△H=

1

2

△H₁+3△H₂-

3

2

△H₃=-2221.5KJ/mol，故答案为：-2221.5KJ/mol；
（2）负极通入丙烷，丙烷的氧化产物是CO₂和水，由于电解质水熔融的碳酸盐，所以电极反应式为C₃H₈-20e^-+10CO₃^2-=13CO₂+4H₂O，根据总反应式可知，正极反应式为：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，原电池中阴离子向负极移动；故答案为：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-；负极；
（3）电解硝酸银生成银、硝酸和氧气，反应的化学方程式为：4AgNO₃+2H₂O

通电  .

2Ag+O₂↑+4HNO₃；根据方程式1molC₃H₈燃烧转移电子的量为为：20mol，所以0.005molC₃H₈转移电子为0.1mol；
 2H₂O～4HNO₃～4e^-
       0.1mol   0.1mol
所以电解生成的硝酸为：0.1mol，所以n（H⁺）=0.1mol，则c（H⁺）=

n

V

=

0.1mol

1L

=0.1mol/L，所以PH=1
故答案为：4AgNO₃+2H₂O

通电  .

2Ag+O₂↑+4HNO₃；1．

点评：本题考查盖斯定律的应用，燃料电池电极的书写，电解原理的应用等，题目综合性较强，难度较大．