Question

12．以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入O₂和CO₂，負(fù)極通入丙燒，電解質(zhì)是熔融碳酸鹽，電池總反應(yīng)方程式為：C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O．
（1）已知：2C₃H₈（g）+7O₂（g）═6CO（g）+8H₂O（l）△H₁
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₂
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₃
則 C₃H₈（g）+5O₂（（g）═3CO₂（g）+4H₂O（l）△H=$\frac{1}{2}$△H₁+3△H₂-$\frac{3}{2}$△H₃（用△H₁、△H₂、△H₃表示）
（2）寫出該電池正極的電極反應(yīng)式：，電池工作時(shí)CO₃^2-移向負(fù)極（填“正極”或“負(fù)極”）；用該電池電解1000mL lmol/L的AgNO₃溶液（惰性電極），此電解池的反應(yīng)方程式為4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式改變系數(shù)，焓變隨之改變，通過熱化學(xué)方程式之間的加減計(jì)算得到；
（2）負(fù)極通入丙烷，碳元素的化合價(jià)升高，電池的正極通入O₂，氧元素的化合價(jià)降低，丙烷與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水，以此來書寫電池反應(yīng)方程式；原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)；惰性電極電解1000mL1mol/L的AgNO₃溶液，反應(yīng)生成氧氣和銀，硝酸，據(jù)此書寫反應(yīng)方程式．

解答 解：（1）已知：①2C₃H₈（g）+7O₂（g）═6CO（g）+8H₂O（l）△H₁
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₂
③2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H₃
依據(jù)蓋斯定律：①×$\frac{1}{2}$+②×3-③×$\frac{3}{2}$得到：C₃H₈（g）+5O₂（（g）═3CO₂（g）+4H₂O（l）△H=（$\frac{1}{2}$△H₁+3△H₂-$\frac{3}{2}$△H₃）
故答案為：$\frac{1}{2}$△H₁+3△H₂-$\frac{3}{2}$△H₃；
（2）以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入O₂和CO₂，負(fù)極通入丙烷，電解質(zhì)是熔融的碳酸鹽．電池反應(yīng)方程式為C₃H₈+5O₂=3CO₂+4H₂O；正極發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為：O₂+2CO₂+4e^-=2 CO₃^2-；原電池中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)，放電時(shí)CO₃^2-移向電池的負(fù)極，惰性電極電解1000mL1mol/L的AgNO₃溶液，陽極電極反應(yīng)為4OH-4e^-=2H₂O+O₂↑，陰極電極反應(yīng)為：4Ag⁺+4e^-=4Ag，電解池的總反應(yīng)方程式為：4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃，
故答案為：O₂+2CO₂+4e^-=2 CO₃^2-；負(fù)極；4AgNO₃+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O₂↑+4HNO₃．

點(diǎn)評 本題綜合考查反應(yīng)熱的計(jì)算、原電池、電解原理，側(cè)重于考查學(xué)生綜合運(yùn)用蓋斯定律計(jì)算、電化學(xué)知識(shí)的能力，題目難度中等，注意把握新型燃料電池以及電解原理，蓋斯定律計(jì)算為高頻考點(diǎn)．