北京奥运会祥云火炬将中国传统文化、奥运精神以及现代高科技融为一体.火炬内熊熊大火来源于丙烷的燃烧,丙烷是一种优良的燃料.

北京奥运会祥云火炬将中国传统文化、奥运精神以及现代高科技融为一体.火炬内熊熊大火来源于丙烷的燃烧,丙烷是一种优良的燃料.试回答下列问题:
①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1mol H2O(l)过程中的能量变化图,请写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式______.
②近年来已经研制出丙烷(C3H8)燃料电池,该电池的电解质溶液为H2SO4溶液,写出该电池负极的电极反应式:______.
③某金属的相对原子质量为52.00,用上述电池电解该金属的一种含氧酸盐的酸性水溶液时,阳极每放出2240mL(标准状况)气体,阴极析出金属 10.4g,在该含氧酸盐中金属的化合价为______,在该实验中,若不考虑能量的损失,电池中消耗丙烷的质量最少是______g(结果精确至0.01g).
乐基 1年前 已收到1个回答 举报

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解题思路:①分析图象得到生成1mol水的焓变△H=-553.75KJ/mol;依据热化学方程式书写方法写出,注意物质聚集状态,对应量下的焓变;
②丙烷燃料电池,该电池的电解质溶液为H2SO4溶液,燃料在负极失电子发生氧化反应,氧气再正极得到电子发生还原反应,注意电解质溶液为酸溶液的环境;
③依据电解过程中电极反应中电子转移守恒,计算氧气和金属的计算关系得到;做为电池电极溶液整个电路中电子转移守恒得到丙烷物质的量,结合摩尔质量计算质量;

①图象是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1mol H2O(l)过程中的能量变化图,反应放热△H=-553.75KJ/mol,则写出的热化学方程式为:
C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l);△H1=-2215.0 kJ/mol,
故答案为:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l);△H1=-2215.0 kJ/mol;
②丙烷燃料电池,该电池的电解质溶液为H2SO4溶液,燃料丙烷在负极失电子发生氧化反应,电极反应为:C3H8-20e-+6H2O=3CO2+20H+
故答案为:C3H8-20e-+6H2O=3CO2+20H+
③某金属的相对原子质量为52.00,用上述电池电解该金属的一种含氧酸盐的酸性水溶液时,阳极每放出 2240ml(标准状况)氧气物质的量=
2.24L
22.4L•mol−1=0.10mol,阴极析出金属 10.4g,物质的量=
10.4g
52g•mol−1=0.2mol;依据电子守恒,结合电极反应得到:阳极极反应:4OH--4e-=2H2O+O2↑,阴极电极反应:Mx++xe-=M;依据电子守恒得到,
xO2~4xe-~4M
x 4x 4
0.1mol 0.4mol 0.2mol
x=2;
依据电子转移守恒可知,C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l);1molC3H8(g)反应电子转移20mol,转移0.4mol电子消耗丙烷为0.02mol;电池中消耗丙烷的质量=0.02mol×44g/mol=0.88g;
故答案为:+2;0.88;

点评:
本题考点: 反应热和焓变;热化学方程式;常见化学电源的种类及其工作原理.

考点点评: 本题考查了热化学方程式的知识分析,热化学方程式的计算,电极原理的电子守恒的计算应用,电极反应书写方法,电极反应计算应用是解题关键,题目难度中等.

1年前

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