解题思路:(1)根据盖斯定律,由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减,构造目标热化学方程式,反应热也处于相应的系数进行相应的加减,据此计算△H.
(2)①利用平衡的特征“等”、“定”及由此衍生的一些量来分析;
②根据平衡常数的计算公式即可,根据温度对化学平衡的影响分析反应的反应热;
(3)根据原电池原理,正极O2得到电子生成负极O2-;原电池负极发生氧化反应,丙烷在负极放电,与O2-结合生成二氧化碳与水;
(4)电解池阴极发生还原反应,阳离子在阴极放电,H+(实际是水)在阴极放电生成氢气,产生氢氧根离子,氢氧根离子与镁离子反应生成氢氧化镁沉淀.
(1)已知:①2C3H8(g)+7O2(g)=6CO(g)+8H2O(l)△H1=-2741.8kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566kJ/mol
根据盖斯定律,①+②×3得2C3H8(g)+10O2(g)=6CO2(g)+8H2O(l),△H3=-2741.8kJ/mol+(-566kJ/mol
)×3=-4439.8kJ/mol,
即C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2219.9kJ/mol,
故答案为:-2219.9kJ/mol;
(2)①a.由反应可知,反应前后的压强始终不变,则体系中的压强不发生变化,不能判断平衡,故a错误;
b.υ正(H2)=υ逆(CO),能说明正逆反应速率的关系,确定一氧化碳正逆反应速率相同,反应达到平衡状态,故b正确;
c.因体积不变,气体的总质量不变,所以混合气体的密度始终不变,不发生变化,不能判断平衡,故c错误;
d.CO2的浓度不再发生变化,由平衡的特征“定”可知,则化学反应达到平衡,故d正确;
故答案为:bd;
②温度和体积不变时,第4~5min之间,平衡向逆反应方向移动,改变的条件为增加H2浓度;由表可知第5~6min之间,增加H2O(g)浓度;第3min时达到平衡;420℃时,设参加反应的CO的浓度为x,则K=
c(H2)c(CO2)
c(CO)c(H2O)=
x2
(0.01−x)(0.01−x)=9,解之得x=0.0075mol/L,则在此条件下的转化率为[0.0075mol/L/0.01mol/L]×100%=75%,397℃时该反应的平衡常数为12,降低温度平衡向正反应方向移动,则正反应为放热反应<0;
故答案为:增加H2浓度; 增加H2O(g)浓度; 75%;△H<0;
(3)原电池内部阴离子向由正极向负极移动,所以电池内部O2-由正极移向负极;原电池负极放出氧化反应,丙烷在负极放电,与O2-结合生成二氧化碳与水,电极反应式为C3H8+10O2--20e-=3CO2+4H2O,
故答案为:C3H8+10O2--20e-=3CO2+4H2O;
(4)电解池阴极发生还原反应,阳离子在阴极放电,水在阴极放电,电极反应式为2H2O-2e-=H2↑+2OH-,同时反应反应Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,故电解开始后阴极的现象为:有无色气体生成,有白色沉淀生成,
故答案为:有无色气体生成,有白色沉淀生成;
点评:
本题考点: 热化学方程式;化学电源新型电池;化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断.
考点点评: 本题考查盖斯定律反应热的计算,电极方程式的书写以及化学平衡常数的计算与应用,化学反应速率、原电池、电解原理等,要能根据题目所给信息解题,善于发掘题目信息.难度中等.