Question

工業(yè)上采用乙苯脫氫制備苯乙烯，反應(yīng)體系同時(shí)發(fā)生兩步可逆反應(yīng)，其能量變化情況如下：

（1）總反應(yīng)：△H=

 

kJ/mol
（2）下列敘述能說明反應(yīng)體系已達(dá)到平衡狀態(tài)的是

 

．
a．v_正（CO）=v_逆（CO）                    b．c（CO₂）=c（CO）
c．消耗1mol CO₂同時(shí)生成1mol H₂O          d．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變
（3）某化學(xué)興趣小組欲探究在相同壓強(qiáng)條件下，CO₂用量和溫度條件對乙苯脫氫反應(yīng)（反應(yīng)①）的影響，并設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：

試驗(yàn)編號(hào)	乙苯/mol	CO2/mol	He/mol	溫度/℃
Ⅰ	3.0	9.0	0	550
Ⅱ	3.0	9.0	0	600
Ⅲ	3.0	0	a	550

①表中a=

 

 mol．
②經(jīng)實(shí)驗(yàn)測得，三組實(shí)驗(yàn)中乙苯的轉(zhuǎn)化隨時(shí)間變化如圖1所示．其中未知曲線代表的是實(shí)驗(yàn)

 

（填“Ⅱ”或“Ⅲ”）．在下圖1中補(bǔ)畫剩余實(shí)驗(yàn)的變化曲線，并進(jìn)行必要的標(biāo)注．
（4）電解飽和食鹽水的裝置如下圖2所示，若收集的H₂為2L，則同樣條件下收集的Cl₂

 

2L（填“＞”、“=”或“＜”）．
（5）圖2中右側(cè)惰性電極如改為鐵電極，電解的化學(xué)方程式為

 

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,熱化學(xué)方程式,原電池和電解池的工作原理,化學(xué)平衡建立的過程

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律結(jié)合熱化學(xué)方程式分析；
（2）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等（同種物質(zhì)）或正逆速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比（不同物質(zhì)），各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化；
（3）①在改變二氧化碳用量的同時(shí)，保持反應(yīng)體系的壓強(qiáng)不變；②根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄緾O₂用量和溫度條件對乙苯脫氫反應(yīng)的影響來回答；
（4）根據(jù)電解飽和食鹽水時(shí)的產(chǎn)物以及氯氣和氫氧化鈉的反應(yīng)來回答；
（5）圖2中右側(cè)惰性電極如改為鐵電極，電解液仍為NaCl溶液，右側(cè)惰性電極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)．

解答： 解：（1）反應(yīng)①+反應(yīng)②得到：，所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱為：△H=△H₁+△H₂=-125kJ/mol-41kJ/mol=-166 kJ/mol，故答案為：-166；
（2）a．v_正（CO）=v_逆（CO），正、逆反應(yīng)速率的比值恒定，說明正逆反應(yīng)速率是相等的，所以達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；
b．c（CO₂）=c（CO）不是化學(xué)平衡狀態(tài)的特征，故b正確；
c．消耗1mol CO₂同時(shí)生成1mol H₂O，只能表示反應(yīng)的正方向速率，不能說明正逆反應(yīng)速率相等，故c正確；
d．反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量改變，質(zhì)量守恒，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量會(huì)改變，當(dāng)M不變化，證明達(dá)到了平衡，故d錯(cuò)誤．
故選bc；
（3）①在改變二氧化碳用量的同時(shí)，保持反應(yīng)體系的壓強(qiáng)不變，表中a=9，故答案為：9；
②根據(jù)圖1所示．未知曲線中，乙苯的轉(zhuǎn)化率降低，化學(xué)反應(yīng)逆向移動(dòng)，實(shí)驗(yàn)Ⅲ符合圖示信息，對于平衡：，通入CO₂，CO₂與H₂反應(yīng)，使c（H₂）下降，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，乙苯的轉(zhuǎn)化率提高，故答案為：Ⅲ；
（4）電解飽和食鹽水的反應(yīng)：2NaCl+2H₂O

電解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，在陰級(jí)區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的Cl₂能與該區(qū)生成的NaOH反應(yīng)NaCl、NaClO和H₂O，使得部分的Cl₂被消耗，所以同樣條件下收集到的Cl₂小于2L，故答案為：＜；
（5）圖2中右側(cè)惰性電極如改為鐵電極，電解液仍為NaCl溶液，右側(cè)惰性電極上鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Fe-2e^-=Fe²⁺，故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合性較大，涉及化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡的計(jì)算，電解池原理，明確物質(zhì)的性質(zhì)及離子放電順序是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫，注意活潑金屬作陽極時(shí)，陽極上金屬失電子而不是電解質(zhì)溶液中陰離子失電子，為易錯(cuò)點(diǎn)，注意知識(shí)的歸納和整理是關(guān)鍵，難度大．