丙烷曾多次作为奥运会火炬燃料，它也是液化石油气的主要成分．已知：①2C2H8（g）+7O2（g）=6CO（g）+8H2O（l）△H=-2741.8kJ/mol②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566kJ/mol（1）反应C2H8（g）+5O2（g）=3

Question

丙烷曾多次作为奥运会火炬燃料，它也是液化石油气的主要成分．已知：
①2C₂H₈（g）+7O₂（g）=6CO（g）+8H₂O（l）△H=-2741.8kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566kJ/mol
（1）反应C₂H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）的△H=___．
（2）C₂H₈在不足量的氧气里燃烧，生成CO和CO₂以及气态水，将所有的产物通入一个固定体积的密闭容器中，在一定条件下发生如下可逆反应：
CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）
①下列事实能说明该反应以达到平衡的是___．
a．体系中的压强不发生反应
b．v_正（H₂）=v_逆（CO）
c．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
d．CO₂的浓度不再发生变化
②T℃时，在一定体积的容器中通入一定量的CO（g）和H₂O（g），发生反应并保持温度不变，各物质浓度变化如下表：

时间/min	CO	H2O（g）	CO2	H2
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	0.100	0.200	0.100	0.100
4	0.100	0.200	0.100	0.100
5	0.116	0.216	0.084	C1
6	0.096	0.266	0.104	C2

第5、6min时的数据是保持温度和体积不变时，改变某一条件后测得的．则第4～5min之间改变的条件是___，第5～6min之间改变的条件是___．已知420℃时，该化学反应的平衡常数为9，如果反应开始时，CO和H₂O（g）的浓度都是0.01mol/L，则CO在此条件下的转化率为___．又知397℃时该反应的平衡常数为12，请判断该反应的△H___0（填“>”“=”或“<”）．
（3）依据（1）中的反应可以设计一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丙烷气体；燃料电池内部是熔融的参杂着氧化钇（Y₂O₃）的氧化锆（ZrO₂）晶体，在其内部可以传导O^2-．在电池内部O^2-移向___极（填“正”或“负”）；电池的负极反应式为___．
（4）用上述燃料电池，用惰性电池电解足量Al（NO₃）₃和NaCl的混合溶液．电解过程中，在阴极附近能观察到的现象是___．丙烷曾多次作为奥运会火炬燃料，它也是液化石油气的主要成分．已知：
①2C₂H₈（g）+7O₂（g）=6CO（g）+8H₂O（l）△H=-2741.8kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566kJ/mol
（1）反应C₂H₈（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）的△H=___．
（2）C₂H₈在不足量的氧气里燃烧，生成CO和CO₂以及气态水，将所有的产物通入一个固定体积的密闭容器中，在一定条件下发生如下可逆反应：
CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）
①下列事实能说明该反应以达到平衡的是___．
a．体系中的压强不发生反应
b．v_正（H₂）=v_逆（CO）
c．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
d．CO₂的浓度不再发生变化
②T℃时，在一定体积的容器中通入一定量的CO（g）和H₂O（g），发生反应并保持温度不变，各物质浓度变化如下表：

时间/min	CO	H2O（g）	CO2	H2
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	0.100	0.200	0.100	0.100
4	0.100	0.200	0.100	0.100
5	0.116	0.216	0.084	C1
6	0.096	0.266	0.104	C2

第5、6min时的数据是保持温度和体积不变时，改变某一条件后测得的．则第4～5min之间改变的条件是___，第5～6min之间改变的条件是___．已知420℃时，该化学反应的平衡常数为9，如果反应开始时，CO和H₂O（g）的浓度都是0.01mol/L，则CO在此条件下的转化率为___．又知397℃时该反应的平衡常数为12，请判断该反应的△H___0（填“>”“=”或“<”）．
（3）依据（1）中的反应可以设计一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丙烷气体；燃料电池内部是熔融的参杂着氧化钇（Y₂O₃）的氧化锆（ZrO₂）晶体，在其内部可以传导O^2-．在电池内部O^2-移向___极（填“正”或“负”）；电池的负极反应式为___．
（4）用上述燃料电池，用惰性电池电解足量Al（NO₃）₃和NaCl的混合溶液．电解过程中，在阴极附近能观察到的现象是___．
<sub>2822
22
28222
282
222


正2逆

2
2</sub>

时间/min	CO	H2O（g）	CO2	H2
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	0.100	0.200	0.100	0.100
4	0.100	0.200	0.100	0.100
5	0.116	0.216	0.084	C1
6	0.096	0.266	0.104	C2

时间/min CO H₂O（g） CO₂ H₂ 0 0.200 0.300 0 0 2 0.138 0.238 0.062 0.062 3 0.100 0.200 0.100 0.100 4 0.100 0.200 0.100 0.100 5 0.116 0.216 0.084 C₁ 6 0.096 0.266 0.104 C₂ 时间/min CO H₂O（g） CO₂ H₂ 时间/minCOH₂O（g）₂CO₂₂H₂₂ 0 0.200 0.300 0 0 00.2000.30000 2 0.138 0.238 0.062 0.062 20.1380.2380.0620.062 3 0.100 0.200 0.100 0.100 30.1000.2000.1000.100 4 0.100 0.200 0.100 0.100 40.1000.2000.1000.100 5 0.116 0.216 0.084 C₁ 50.1160.2160.084C₁₁ 6 0.096 0.266 0.104 C₂ 60.0960.2660.104C_222
232^2-2-
₃₃

Answer 1

（1）已知：①2C₂2H₈8（g）+7O₂2（g）=6CO（g）+8H₂2O（l）△H=-2741.8kJ/mol
②2CO（g）+O₂2（g）=2CO₂2（g）△H=-566kJ/mol
根据盖斯定律，（①+②×3）÷2可得：C₂2H₈8（g）+5O₂2（g）=3CO₂2（g）+4H₂2O（l），△H=[-2741.8kJ/mol+（-566kJ/mol）×3]÷2=-2219.9kJ/mol，
故答案为：-2219.9kJ/mol；
（2）①a．反应过程中混合气体总物质的量不变，恒温恒容下，体系中的压强始终不变，故a错误；
b．v_正正（H₂2）=v_逆逆（CO）说明CO的生成速率与消耗速率相等，反应到达平衡，故b正确；
c．反应过程中混合气体总物质的量不变，混合气体总质量不变，始终不变，故c错误；
d．CO₂2的浓度不再发生变化，说明到达平衡，故d正确，
故选：bd；
②反应中△c（CO）=△c（H₂2O）=△c（CO₂2）=△c（H₂2），由表中数据可知，5min时与开始相比CO、H₂2O、CO₂2的浓度变化之比为1：1：1，且CO、H₂2O浓度增大，CO₂2浓度减小，平衡向逆反应移动，故可能是增大氢气的浓度；
表中5min-6min之间，CO浓度降低0.02mol/L、H₂2O的浓度增大0.05mol/L、CO₂2的浓度增大0.02mol/L，CO、CO₂2的浓度变化量之比为1：1，故应该是增大水蒸气的浓度；
420℃时，该化学反应的平衡常数为9，如果反应开始时，CO和H₂2O（g）的浓度都是0.01mol/L，设平衡时变化的CO浓度为xmol/L，则：
               CO（g）+H₂2O（g）⇌CO₂2（g）+H₂2（g）
起始浓度（mol/L）：0.01    0.01      0       0
变化浓度（mol/L）：x         x       x       x
平衡浓度（mol/L）：0.01-x  0.01-x  x        x
所以(x×x)/((0.01-x)×(0.01-x))=9，解得x=0.0075，则CO的转化率为(0.0075mol)/(0.01mol)×100%=75%；
420℃时，该化学反应的平衡常数为9，又知397℃时该反应的平衡常数为12，升高温度平衡常数减小，则平衡逆向移动，正反应为放热反应，则△H<0，
故答案为：可能是增大氢气的浓度；增大水蒸气的浓度；75%；<；
（3）原电池电解质溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，在电池内部O^2-移向 负极，原电池负极发生氧化反应，丙烷在负极失去电子，与O^2-结合生成二氧化碳与水，电极反应式为：C₃H₈+10O^2--20e-=3CO₂+4H₂O，
故答案为：负；C₃H₈+10O^2--20e-=3CO₂+4H₂O；
（4）电解池阴极发生还原反应，水在阴极放电生成氢气与NaOH，氢氧根离子与铝离子反应生成氢氧化铝沉淀，最后氢氧化铝又溶于氢氧化钠溶液，电解过程中，在阴极附近能观察到的现象是：有气体生成，生成白色沉淀，后白色沉淀又溶解，
故答案为：有气体生成，生成白色沉淀，后白色沉淀又溶解． (x×x)/((0.01-x)×(0.01-x))x×x(0.01-x)×(0.01-x)x×xx×xx×x(0.01-x)×(0.01-x)(0.01-x)×(0.01-x)(0.01-x)×(0.01-x)=9，解得x=0.0075，则CO的转化率为(0.0075mol)/(0.01mol)×100%=75%；
420℃时，该化学反应的平衡常数为9，又知397℃时该反应的平衡常数为12，升高温度平衡常数减小，则平衡逆向移动，正反应为放热反应，则△H<0，
故答案为：可能是增大氢气的浓度；增大水蒸气的浓度；75%；<；
（3）原电池电解质溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，在电池内部O^2-移向 负极，原电池负极发生氧化反应，丙烷在负极失去电子，与O^2-结合生成二氧化碳与水，电极反应式为：C₃H₈+10O^2--20e-=3CO₂+4H₂O，
故答案为：负；C₃H₈+10O^2--20e-=3CO₂+4H₂O；
（4）电解池阴极发生还原反应，水在阴极放电生成氢气与NaOH，氢氧根离子与铝离子反应生成氢氧化铝沉淀，最后氢氧化铝又溶于氢氧化钠溶液，电解过程中，在阴极附近能观察到的现象是：有气体生成，生成白色沉淀，后白色沉淀又溶解，
故答案为：有气体生成，生成白色沉淀，后白色沉淀又溶解． (0.0075mol)/(0.01mol)0.0075mol0.01mol0.0075mol0.0075mol0.0075mol0.01mol0.01mol0.01mol×100%=75%；
420℃时，该化学反应的平衡常数为9，又知397℃时该反应的平衡常数为12，升高温度平衡常数减小，则平衡逆向移动，正反应为放热反应，则△H<0，
故答案为：可能是增大氢气的浓度；增大水蒸气的浓度；75%；<；
（3）原电池电解质溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，在电池内部O^2-2-移向 负极，原电池负极发生氧化反应，丙烷在负极失去电子，与O^2-2-结合生成二氧化碳与水，电极反应式为：C₃3H₈8+10O^2-2--20e-=3CO₂2+4H₂2O，
故答案为：负；C₃3H₈8+10O^2-2--20e-=3CO₂2+4H₂2O；
（4）电解池阴极发生还原反应，水在阴极放电生成氢气与NaOH，氢氧根离子与铝离子反应生成氢氧化铝沉淀，最后氢氧化铝又溶于氢氧化钠溶液，电解过程中，在阴极附近能观察到的现象是：有气体生成，生成白色沉淀，后白色沉淀又溶解，
故答案为：有气体生成，生成白色沉淀，后白色沉淀又溶解．