题目内容
工业上采用乙苯脱氢制备苯乙烯，反应体系同时发生两步可逆反应，其能量变化情况如下：
（1）总反应：
△H= kJ/mol
（2）下列叙述能说明反应体系已达到平衡状态的是 ．
a．v正（CO）=v逆（CO） b．c（CO2）=c（CO）
c．消耗1mol CO2同时生成1mol H2O d．混合气体的平均相对分子质量保持不变
（3）某化学兴趣小组欲探究在相同压强条件下，CO2用量和温度条件对乙苯脱氢反应（反应①）的影响，并设计了如下实验：
①表中a= mol．
②经实验测得，三组实验中乙苯的转化随时间变化如图1所示．其中未知曲线代表的是实验 （填“Ⅱ”或“Ⅲ”）．在下图1中补画剩余实验的变化曲线，并进行必要的标注．
（4）电解饱和食盐水的装置如下图2所示，若收集的H2为2L，则同样条件下收集的Cl2 2L（填“＞”、“=”或“＜”）．
（5）图2中右侧惰性电极如改为铁电极，电解的化学方程式为
（1）总反应：
△H=（2）下列叙述能说明反应体系已达到平衡状态的是
a．v正（CO）=v逆（CO） b．c（CO2）=c（CO）
c．消耗1mol CO2同时生成1mol H2O d．混合气体的平均相对分子质量保持不变
（3）某化学兴趣小组欲探究在相同压强条件下，CO2用量和温度条件对乙苯脱氢反应（反应①）的影响，并设计了如下实验：
| 试验编号 | 乙苯/mol | CO2/mol | He/mol | 温度/℃ |
| Ⅰ | 3.0 | 9.0 | 0 | 550 |
| Ⅱ | 3.0 | 9.0 | 0 | 600 |
| Ⅲ | 3.0 | 0 | a | 550 |
②经实验测得，三组实验中乙苯的转化随时间变化如图1所示．其中未知曲线代表的是实验
（4）电解饱和食盐水的装置如下图2所示，若收集的H2为2L，则同样条件下收集的Cl2
（5）图2中右侧惰性电极如改为铁电极，电解的化学方程式为
考点：化学平衡状态的判断,热化学方程式,原电池和电解池的工作原理,化学平衡建立的过程
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）根据盖斯定律结合热化学方程式分析；
（2）根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等（同种物质）或正逆速率之比等于化学计量数之比（不同物质），各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化；
（3）①在改变二氧化碳用量的同时，保持反应体系的压强不变；②根据实验目的是探究CO2用量和温度条件对乙苯脱氢反应的影响来回答；
（4）根据电解饱和食盐水时的产物以及氯气和氢氧化钠的反应来回答；
（5）图2中右侧惰性电极如改为铁电极，电解液仍为NaCl溶液，右侧惰性电极上铁失电子发生氧化反应．
（2）根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等（同种物质）或正逆速率之比等于化学计量数之比（不同物质），各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化；
（3）①在改变二氧化碳用量的同时，保持反应体系的压强不变；②根据实验目的是探究CO2用量和温度条件对乙苯脱氢反应的影响来回答；
（4）根据电解饱和食盐水时的产物以及氯气和氢氧化钠的反应来回答；
（5）图2中右侧惰性电极如改为铁电极，电解液仍为NaCl溶液，右侧惰性电极上铁失电子发生氧化反应．
解答：
解：（1）反应①+反应②得到：
，所以该反应的反应热为：△H=△H1+△H2=-125kJ/mol-41kJ/mol=-166 kJ/mol，故答案为：-166；
（2）a．v正（CO）=v逆（CO），正、逆反应速率的比值恒定，说明正逆反应速率是相等的，所以达到了化学平衡状态，故a错误；
b．c（CO2）=c（CO）不是化学平衡状态的特征，故b正确；
c．消耗1mol CO2同时生成1mol H2O，只能表示反应的正方向速率，不能说明正逆反应速率相等，故c正确；
d．反应前后气体物质的量改变，质量守恒，混合气体的平均相对分子质量会改变，当M不变化，证明达到了平衡，故d错误．
故选bc；
（3）①在改变二氧化碳用量的同时，保持反应体系的压强不变，表中a=9，故答案为：9；
②根据图1所示．未知曲线中，乙苯的转化率降低，化学反应逆向移动，实验Ⅲ符合图示信息，对于平衡：
，通入CO2，CO2与H2反应，使c（H2）下降，平衡向正反应方向移动，乙苯的转化率提高，故答案为：Ⅲ；
（4）电解饱和食盐水的反应：2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑，在阴级区内产生的Cl2能与该区生成的NaOH反应NaCl、NaClO和H2O，使得部分的Cl2被消耗，所以同样条件下收集到的Cl2小于2L，故答案为：＜；
（5）图2中右侧惰性电极如改为铁电极，电解液仍为NaCl溶液，右侧惰性电极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故答案为：Fe-2e-=Fe2+．
，所以该反应的反应热为：△H=△H1+△H2=-125kJ/mol-41kJ/mol=-166 kJ/mol，故答案为：-166；（2）a．v正（CO）=v逆（CO），正、逆反应速率的比值恒定，说明正逆反应速率是相等的，所以达到了化学平衡状态，故a错误；
b．c（CO2）=c（CO）不是化学平衡状态的特征，故b正确；
c．消耗1mol CO2同时生成1mol H2O，只能表示反应的正方向速率，不能说明正逆反应速率相等，故c正确；
d．反应前后气体物质的量改变，质量守恒，混合气体的平均相对分子质量会改变，当M不变化，证明达到了平衡，故d错误．
故选bc；
（3）①在改变二氧化碳用量的同时，保持反应体系的压强不变，表中a=9，故答案为：9；
②根据图1所示．未知曲线中，乙苯的转化率降低，化学反应逆向移动，实验Ⅲ符合图示信息，对于平衡：
，通入CO2，CO2与H2反应，使c（H2）下降，平衡向正反应方向移动，乙苯的转化率提高，故答案为：Ⅲ；（4）电解饱和食盐水的反应：2NaCl+2H2O
| ||
（5）图2中右侧惰性电极如改为铁电极，电解液仍为NaCl溶液，右侧惰性电极上铁失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故答案为：Fe-2e-=Fe2+．
点评：本题综合性较大，涉及化学平衡状态的判断、化学平衡的计算，电解池原理，明确物质的性质及离子放电顺序是解本题关键，难点是电极反应式的书写，注意活泼金属作阳极时，阳极上金属失电子而不是电解质溶液中阴离子失电子，为易错点，注意知识的归纳和整理是关键，难度大．
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