Question

化工工业中常用乙苯脱氢的方法制备苯乙烯．
已知某温度下：
反应①：CO_2 （g）+H_2（g）→CO_（g）+H₂O_（g），△H=+41.2kJ/mol；
反应②：（g）→（g）+H₂（g），△H=+117.6kJ/mol；
①②的化学反应平衡常数分别为K₁、K₂，
（1）请写出二氧化碳氧化乙苯制备苯乙烯的热化学反应方程式

 

，该反应的化学平衡常数K=

 

（用K₁、K₂表示）
（2）对于反应①，恒温恒容条件下，向密闭容器中加入2mol CO₂和2mol H₂，当反应达到平衡后，以下说法正确的是

 

．
A、因为该反应是吸热反应，所以升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小；
B、若继续加入1mol CO₂、1mol H₂，平衡向正反应方向移动；
C、若继续通入1mol CO₂则平衡向正反应方向移动，CO₂的转化率增大；
D、压缩体积，平衡不移动，反应物和产物的浓度都不变；
（3）恒温恒容条件下，反应①达到平衡后；t₁时刻通入少量CO₂；请在下图中画出t₁之后的正逆反应曲线，并作出标注．

（4）已知某温度下，Ag₂SO₄（M=312g/mol）的溶解度为0.624g/100g H₂O，该温度下K_{sp（Ag2SO4）}=

 

；（两位有效数字）
（5）电解法制备高铁酸钠（Na₂FeO₄），总反应式为：Fe+2H₂O+2OH^-═FeO₄^2-+3H₂，电解质溶液选用NaOH溶液．该电解池阳极材料是

 

 （写化学式）；阳极的电极反应式为：

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,热化学方程式,电解原理,苯的性质

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）根据盖斯定律，结合已知方程式计算反应热，然后写热化学方程式；方程式相加时，总平衡常数等于分方程的平衡常数之积；
（2）A、升高温度正逆反应速率均增大；
B、增大反应物，平衡正向移动；
C、若继续通入1mol CO₂则平衡向正反应方向移动，CO₂的转化率减小；
D、压缩体积，平衡不移动，反应物和产物的浓度都增大；
（3）恒温恒容条件下，反应①达到平衡后；t₁时刻通入少量CO₂，则正反应速率瞬间增大，逆反应速率逐渐增大；
（4）令水的质量为100g，则Ag₂SO₄的质量为0.624g，则可求出Ag₂SO₄的物质的量及浓度，再根据Ksp（Ag₂SO₄）=c²（Ag⁺）c（SO₄^2-）求算；
（5）根据电解方程可知Fe失电子作阳极，碱性条件下，Fe失电子生成FeO₄^2-．

解答： 解：（1）已知反应①：CO_2（g）+H_2（g）→CO_（g）+H₂O_（g），△H=+41.2kJ/mol；
反应②：（g）→（g）+H₂（g），△H=+117.6kJ/mol；
根据盖斯定律：①+②，得 CO_2（g）+_（g）+CO（g）+H₂O_（g）△H=+41.2+117.6=+158.8kJ/mol；
反应①与法院②相加得总方程，则总方程的平衡常数等于分方程的平衡常数之积，即K=K₁?K₂；
故答案为：CO_2（g）+_（g）+CO（g）+H₂O_（g） △H=+158.8 kJ/mol；K₁?K₂；
（2）A、升高温度增大了活化分子百分数，有效碰撞几率增大，正逆反应速率均增大，故A错误；
B、若继续加入1mol CO₂、1mol H₂，与原平衡的初始量是等比例加入，反应物的浓度增大，则平衡向正反应方向移动，故B正确；
C、若继续通入1mol CO₂，反应物的浓度增大，则平衡向正反应方向移动，由于平衡移动程度较小，CO₂的转化率减小，故C错误；
D、该反应为总体积不变的反应，压缩体积，平衡不移动，但是反应物和产物的浓度都增大，故D错误；
故答案为：B；
（3）恒温恒容条件下，反应①达到平衡后；t₁时刻通入少量CO₂，则正反应速率瞬间增大，逆反应速率逐渐增大，其t₁之后的正逆反应曲线为：，故答案为：；
（4）令水的质量为100g，则Ag₂SO₄的质量为0.624g，则n（Ag₂SO₄）=

0.624g

312g/mol

=2×10^-3mol，溶液的质量约100.624g，约为100.624ml≈0.1L，则Ag₂SO₄的物质的量浓度为2×10^-2mol/L，c（SO₄^2-）=2×10^-2mol/L，c（Ag⁺）=4×10^-2mol/L，则Ksp（Ag₂SO₄）=c²（Ag⁺）?c（SO₄^2-）=2×10^-2×（4×10^-2）²=3.2×10^-5，
故答案为：3.2×10^-5；
（5）已知电解法制备高铁酸钠（Na₂FeO₄），总反应式为：Fe+2H₂O+2OH^-═FeO₄^2-+3H₂，可知Fe失电子作阳极，碱性条件下，Fe失电子生成FeO₄^2-，其阳极的电极方程式为：Fe-6e+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O；
故答案为：Fe；Fe-6e+8OH^-=FeO₄^2-+4H₂O．

点评：本题考查了热化学方程式的书写、平衡常数K的应用、影响速率及平衡的因素、Ksp的计算、电解原理的应用等，题目涉及的知识点较多，题目难度中等，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力．