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【题目】苯乙烯是重要的基础有机化工原料。工业中以乙苯(C6H5CH2CH3)为原料,采用催化脱氢的方法制取苯乙烯(C6H5CH=CH2),反应的化学方程式为C6H5—CH2CH3(g)C6H5CH=CH2(g)H2(g) ΔHa kJ·mol1

(1)乙苯在特定催化剂下发生氧化脱氢:C6H5CH2CH3(g)1/2O2(g)C6H5CH=CH2(g)H2O(g) ΔH1

已知H2的燃烧热ΔHb kJ·mol1,水的汽化热为c J·g1,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NOCO0.4 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 NO0.2 mol CO0.2 mol CO20.3 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AgClCl=[AgCl2],下图是某温度下AgClNaCl溶液中的溶解情况。

①由图知,该温度下AgCl的溶度积常数为________

AgClNaCl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:______________________

【答案】(ab0.018c)kJ·mol1 低温 1012 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)H2的燃烧热ΔHb kJ·mol1,得:①H2(g)1/2O2(g)=H2O(l) ΔHb kJ·mol1,由水的汽化热为c J·g1,即0.018c kJ·mol1,得:②H2O(l)=H2O(g) ΔH0.018c kJ·mol1,又知③C6H5CH2CH3(g)C6H5CH=CH2(g)H2(g) ΔH1a kJ·mol1;根据盖斯定律,由③+①+②得:C6H5CH2CH3(g)1/2O2(g)C6H5CH=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ΔHTΔS<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NOCO0.4 mol,达到平衡时NO0.2 mol

将数据代入公式K,即可求出K

6 min继续加入0.2 mol NO,0.2 mol CO0.2 mol CO20.3 mol N2,此时,c(NO)c(CO)c(CO2)c(N2)0.2 mol·L1,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 NO0.2 mol CO0.2 mol CO20.3 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)105 mol·L1时,c(Cl)107 mol·L1,代入AgCl的溶度积常数公式Kspc(Agc(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AgClCl=[AgCl2]

(1)H2的燃烧热ΔHb kJ·mol1,得:①H2(g)1/2O2(g)=HO(l) ΔHb kJ·mol1,由水的汽化热为c J·g1,即0.018c kJ·mol1,得:②H2O(l)=H2O(g) ΔH0.018c kJ·mol1,又知③C6H5CH2CH3(g)C6H5CH=CH2(g)H2(g) ΔH1a kJ·mol1;根据盖斯定律,由③+①+②得:C6H5CH2CH3(g)1/2O2(g)C6H5CH=CH2(g)H2O(g),故ΔHa kJ·mol1b kJ·mol10.018c kJ·mol1(ab0.018c)kJ·mol1。答案为:(ab0.018c)kJ·mol1

(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ΔHTΔS<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NOCO0.4 mol,达到平衡时NO0.2 mol

K=5,第6 min继续加入0.2 mol NO,0.2 mol CO0.2 mol CO20.3 mol N2,此时,c(NO)c(CO)c(CO2)c(N2)0.2 mol·L1Q=5K,说明是平衡状态,所以第6 min继续加入0.2 mol NO0.2 mol CO0.2 mol CO20.3 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)105 mol·L1时,c(Cl)107 mol·L1AgCl的溶度积常数Kspc(Agc(Cl)105×1071012;答案为:1012

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AgClCl=[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。

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(2)分别写出反应②、⑤的化学方程式:

______________________________________

__________________________________________

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