Question

化工工業(yè)中常用乙苯脫氫的方法制備苯乙烯．
已知某溫度下：
反應①：CO_2 （g）+H_2（g）→CO_（g）+H₂O_（g），△H=+41.2kJ/mol；
反應②：（g）→（g）+H₂（g），△H=+117.6kJ/mol；
①②的化學反應平衡常數(shù)分別為K₁、K₂，
（1）請寫出二氧化碳氧化乙苯制備苯乙烯的熱化學反應方程式

 

，該反應的化學平衡常數(shù)K=

 

（用K₁、K₂表示）
（2）對于反應①，恒溫恒容條件下，向密閉容器中加入2mol CO₂和2mol H₂，當反應達到平衡后，以下說法正確的是

 

．
A、因為該反應是吸熱反應，所以升高溫度，正反應速率增大，逆反應速率減��；
B、若繼續(xù)加入1mol CO₂、1mol H₂，平衡向正反應方向移動；
C、若繼續(xù)通入1mol CO₂則平衡向正反應方向移動，CO₂的轉化率增大；
D、壓縮體積，平衡不移動，反應物和產物的濃度都不變；
（3）恒溫恒容條件下，反應①達到平衡后；t₁時刻通入少量CO₂；請在下圖中畫出t₁之后的正逆反應曲線，并作出標注．

（4）已知某溫度下，Ag₂SO₄（M=312g/mol）的溶解度為0.624g/100g H₂O，該溫度下K_{sp（Ag2SO4）}=

 

；（兩位有效數(shù)字）
（5）電解法制備高鐵酸鈉（Na₂FeO₄），總反應式為：Fe+2H₂O+2OH^-═FeO₄^2-+3H₂，電解質溶液選用NaOH溶液．該電解池陽極材料是

 

 （寫化學式）；陽極的電極反應式為：

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,熱化學方程式,電解原理,苯的性質

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，結合已知方程式計算反應熱，然后寫熱化學方程式；方程式相加時，總平衡常數(shù)等于分方程的平衡常數(shù)之積；
（2）A、升高溫度正逆反應速率均增大；
B、增大反應物，平衡正向移動；
C、若繼續(xù)通入1mol CO₂則平衡向正反應方向移動，CO₂的轉化率減��；
D、壓縮體積，平衡不移動，反應物和產物的濃度都增大；
（3）恒溫恒容條件下，反應①達到平衡后；t₁時刻通入少量CO₂，則正反應速率瞬間增大，逆反應速率逐漸增大；
（4）令水的質量為100g，則Ag₂SO₄的質量為0.624g，則可求出Ag₂SO₄的物質的量及濃度，再根據(jù)Ksp（Ag₂SO₄）=c²（Ag⁺）c（SO₄^2-）求算；
（5）根據(jù)電解方程可知Fe失電子作陽極，堿性條件下，F(xiàn)e失電子生成FeO₄^2-．

解答： 解：（1）已知反應①：CO_2（g）+H_2（g）→CO_（g）+H₂O_（g），△H=+41.2kJ/mol；
反應②：（g）→（g）+H₂（g），△H=+117.6kJ/mol；
根據(jù)蓋斯定律：①+②，得 CO_2（g）+_（g）+CO（g）+H₂O_（g）△H=+41.2+117.6=+158.8kJ/mol；
反應①與法院②相加得總方程，則總方程的平衡常數(shù)等于分方程的平衡常數(shù)之積，即K=K₁?K₂；
故答案為：CO_2（g）+_（g）+CO（g）+H₂O_（g） △H=+158.8 kJ/mol；K₁?K₂；
（2）A、升高溫度增大了活化分子百分數(shù)，有效碰撞幾率增大，正逆反應速率均增大，故A錯誤；
B、若繼續(xù)加入1mol CO₂、1mol H₂，與原平衡的初始量是等比例加入，反應物的濃度增大，則平衡向正反應方向移動，故B正確；
C、若繼續(xù)通入1mol CO₂，反應物的濃度增大，則平衡向正反應方向移動，由于平衡移動程度較小，CO₂的轉化率減小，故C錯誤；
D、該反應為總體積不變的反應，壓縮體積，平衡不移動，但是反應物和產物的濃度都增大，故D錯誤；
故答案為：B；
（3）恒溫恒容條件下，反應①達到平衡后；t₁時刻通入少量CO₂，則正反應速率瞬間增大，逆反應速率逐漸增大，其t₁之后的正逆反應曲線為：，故答案為：；
（4）令水的質量為100g，則Ag₂SO₄的質量為0.624g，則n（Ag₂SO₄）=

0.624g

312g/mol

=2×10^-3mol，溶液的質量約100.624g，約為100.624ml≈0.1L，則Ag₂SO₄的物質的量濃度為2×10^-2mol/L，c（SO₄^2-）=2×10^-2mol/L，c（Ag⁺）=4×10^-2mol/L，則Ksp（Ag₂SO₄）=c²（Ag⁺）?c（SO₄^2-）=2×10^-2×（4×10^-2）²=3.2×10^-5，
故答案為：3.2×10^-5；
（5）已知電解法制備高鐵酸鈉（Na₂FeO₄），總反應式為：Fe+2H₂O+2OH^-═FeO₄^2-+3H₂，可知Fe失電子作陽極，堿性條件下，F(xiàn)e失電子生成FeO₄^2-，其陽極的電極方程式為：Fe-6e+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；
故答案為：Fe；Fe-6e+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O．

點評：本題考查了熱化學方程式的書寫、平衡常數(shù)K的應用、影響速率及平衡的因素、Ksp的計算、電解原理的應用等，題目涉及的知識點較多，題目難度中等，側重于考查學生對基礎知識的綜合應用能力．