Question

【题目】苯乙烯是重要的基础有机化工原料。工业中以乙苯(C6H5—CH2CH3)为原料，采用催化脱氢的方法制取苯乙烯(C6H5—CH=CH2)，反应的化学方程式为C6H5—CH2CH3(g)C6H5—CH=CH2(g)＋H2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1。

(1)乙苯在特定催化剂下发生氧化脱氢：C6H5—CH2CH3(g)＋1/2O2(g)C6H5—CH=CH2(g)＋H2O(g)　ΔH1

已知H2的燃烧热ΔH＝b kJ·mol－1，水的汽化热为c J·g－1，则ΔH1＝________。

(2)①在汽车上安装三元催化转化器可实现反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH<0。则该反应在________(填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。

②在某温度下，2 L密闭容器中充入NO、CO各0.4 mol进行反应，测得NO物质的量变化如图所示，5 min末反应达到平衡。第6 min继续加入0.2 mol NO、0.2 mol CO、0.2 mol CO2和0.3 mol N2，请在图中画出到9 min末反应达到平衡NO的物质的量随时间的变化曲线_______________。

(3)沉淀物并非绝对不溶，且在水及各种不同的溶液中溶解度有所不同，同离子效应、络合物的形成等都会使沉淀物的溶解度有所改变。已知AgCl＋Cl－=[AgCl2]－，下图是某温度下AgCl在NaCl溶液中的溶解情况。

①由图知，该温度下AgCl的溶度积常数为________。

②AgCl在NaCl溶液中的溶解度出现如图所示情况(先变小后变大)的原因是：______________________。

Answer 1

【答案】(a＋b＋0.018c)kJ·mol－1 低温 10－12 开始Cl－抑制了AgCl的溶解，AgCl的溶解度变小，但c(Cl－)增大使AgCl形成[AgCl2]－络合物，所以AgCl的溶解度又变大

【解析】

(1)由H2的燃烧热ΔH＝b kJ·mol－1，得：①H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)　ΔH＝b kJ·mol－1，由水的汽化热为c J·g－1，即0.018c kJ·mol－1，得：②H2O(l)=H2O(g)　ΔH＝0.018c kJ·mol－1，又知③C6H5－CH2CH3(g)C6H5—CH=CH2(g)＋H2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1；根据盖斯定律，由③＋①＋②得：C6H5—CH2CH3(g)＋1/2O2(g)C6H5—CH=CH2(g)＋H2O(g)，即可求出ΔH。

(2)①反应2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH<0的正反应是气体体积减小的反应，ΔS<0，低温下满足ΔH－TΔS<0，即在低温时反应自发进行；②由题意知反应为2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，2 L密闭容器中充入NO、CO各0.4 mol，达到平衡时NO为0.2 mol。

将数据代入公式K＝，即可求出K。

第6 min继续加入0.2 mol NO,0.2 mol CO、0.2 mol CO2、0.3 mol N2，此时，c(NO)＝c(CO)＝c(CO2)＝c(N2)＝0.2 mol·L－1，将数据代入公式Q＝，并将数值与K进行比较，即可说明平衡移动情况；第6 min继续加入0.2 mol NO、0.2 mol CO、0.2 mol CO2和0.3 mol N2，依据平衡移动情况，确定NO的物质的量变化，从而绘出坐标图象。

(3)①由题图2可知，当c(Ag＋)＝10－5 mol·L－1时，c(Cl－)＝10－7 mol·L－1，代入AgCl的溶度积常数公式Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－)，即可求出结果；②根据沉淀溶解平衡：AgCl(s) Cl－(aq)＋Ag＋(aq)，将AgCl放在NaCl溶液中，起初是同离子效应，后来是发生反应AgCl＋Cl－=[AgCl2]－。

(1)由H2的燃烧热ΔH＝b kJ·mol－1，得：①H2(g)＋1/2O2(g)=HO(l)　ΔH＝b kJ·mol－1，由水的汽化热为c J·g－1，即0.018c kJ·mol－1，得：②H2O(l)=H2O(g)　ΔH＝0.018c kJ·mol－1，又知③C6H5－CH2CH3(g)C6H5—CH=CH2(g)＋H2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1；根据盖斯定律，由③＋①＋②得：C6H5—CH2CH3(g)＋1/2O2(g)C6H5—CH=CH2(g)＋H2O(g)，故ΔH＝a kJ·mol－1＋b kJ·mol－1＋0.018c kJ·mol－1＝(a＋b＋0.018c)kJ·mol－1。答案为：(a＋b＋0.018c)kJ·mol－1；

(2)①反应2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH<0的正反应是气体体积减小的反应，ΔS<0，低温下满足ΔH－TΔS<0，即在低温时反应自发进行；答案为：低温；

②由题意知反应为2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，2 L密闭容器中充入NO、CO各0.4 mol，达到平衡时NO为0.2 mol。

K＝=5，第6 min继续加入0.2 mol NO,0.2 mol CO、0.2 mol CO2、0.3 mol N2，此时，c(NO)＝c(CO)＝c(CO2)＝c(N2)＝0.2 mol·L－1，Q＝=5＝K，说明是平衡状态，所以第6 min继续加入0.2 mol NO、0.2 mol CO、0.2 mol CO2和0.3 mol N2，仍是平衡状态，但是NO的物质的量变为原来的2倍。则9 min末反应达到平衡NO的物质的量随时间的变化曲线为 。答案为：；

(3)①由题图2可知，当c(Ag＋)＝10－5 mol·L－1时，c(Cl－)＝10－7 mol·L－1，AgCl的溶度积常数Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝10－5×10－7＝10－12；答案为：10－12；

②根据沉淀溶解平衡：AgCl(s) Cl－(aq)＋Ag＋(aq)，将AgCl放在NaCl溶液中，Cl－抑制了AgCl的溶解，但随c(Cl－)增大，发生反应AgCl＋Cl－=[AgCl2]－，使AgCl的溶解度增大。答案为：开始Cl－抑制了AgCl的溶解，AgCl的溶解度变小，但c(Cl－)增大使AgCl形成[AgCl2]－络合物，所以AgCl的溶解度又变大。