Question

（16分）化工工業(yè)中常用乙苯脫氫的方法制備苯乙烯。
（1）已知某溫度下：
反應(yīng)①：CO_2（g） +H_{2 （g）}→CO_（g）  +  H₂O_（g），ΔH＝ +41.2 kJ/mol
反應(yīng)②： （g）→（g）+H₂（g），ΔH=" +117.6" kJ/mol
②的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)分別為K₁、K₂。
請寫出二氧化碳氧化乙苯制備苯乙烯的熱化學(xué)反應(yīng)方程式                  。該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝         （用K₁、K₂表示）。
（2）對于反應(yīng)①，恒溫恒容條件下，向密閉容器中加入2molCO₂和2molH_2，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，以下說法正確的是     。

A．因為該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以升高溫度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小；

B．若繼續(xù)加入1molCO2、1mol H2，平衡向正反應(yīng)方向移動；

C．若繼續(xù)通入1mol CO2則平衡向正反應(yīng)方向移動，CO2的轉(zhuǎn)化率增大；

D．壓縮體積，平衡不移動，反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度都不變；

（3）溫恒容條件下，反應(yīng)①達(dá)到平衡后；t₁時刻通入少量CO_2；請在下圖中畫出t₁之后的正逆反應(yīng)曲線，并作出標(biāo)注。

（4）已知某溫度下， Ag₂SO₄（M＝312g/mol）的溶解度為0.624g/100g H₂O，該溫度下K_{sp（Ag2SO4）}＝               ；（兩位有效數(shù)字）
（5）電解法制備高鐵酸鈉（Na₂FeO₄），總反應(yīng)式為：Fe+2H₂O+2OH^- ＝ FeO₄^2-+3H₂，電解質(zhì)溶液選用NaOH溶液。該電解池陽極材料是     (寫化學(xué)式) ；陽極的電極反應(yīng)式為：     。

Answer 1

（1）CO_2（g）+_（g）→_（g）+ H₂O_（g）；ΔH＝ +158.8 kJ/mol；（3分）
K＝K₁×K；（2分） （2）B（2分）  (3) （2分）
（4）3.2×10^-5 （3分） （5） Fe    Fe-6e+8OH^- ＝FeO₄^2-+4H₂O（各2分）

試題分析：（1）已知反應(yīng)①：CO_2（g） +H_{2 （g）}→CO_（g） + H₂O_（g），ΔH＝ +41.2 kJ/mol，反應(yīng)②： （g）→（g）+H₂（g），ΔH=" +117.6" kJ/mol，則根據(jù)蓋斯定律可知①+②即得到熱化學(xué)方程式CO_2（g）+_（g）→_（g）+ H₂O_（g）  ΔH＝ +158.8 kJ/mol。化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)
（2）A、升高溫度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率也增大，A不正確；B、溫度、體積不變，若繼續(xù)加入1molCO₂、1mol H₂，反應(yīng)物濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，B正確；C、若繼續(xù)通入1mol _CO2，反應(yīng)物濃度增大平衡向正反應(yīng)方向移動，但CO₂的轉(zhuǎn)化率減小，C不正確；D、反應(yīng)前后體積不變，壓縮體積，平衡不移動，但反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度都增大，D不正確，答案選B。
（3）溫恒容條件下，反應(yīng)①達(dá)到平衡后；t₁時刻通入少量CO₂，則反應(yīng)物濃度增大，正反應(yīng)速率增大，然后逐漸減小，逆反應(yīng)速率逐漸增大，平衡向正反應(yīng)方向進行，所以t₁之后的正逆反應(yīng)曲線為（見答案）。
（4）已知某溫度下，Ag₂SO₄（M＝312g/mol）的溶解度為0.624g/100g H₂O，即100g水（溶液體積近似看做是100ml）中溶質(zhì)的物質(zhì)的量是0.624g÷312g/mol＝0.002mol，其濃度是0.02mol/L，則根據(jù)硫酸銀的電離方程式可知溶液中銀離子濃度和硫酸根濃度分別是0.04mol/L、0.02mol/L，所以該溫度下K_{sp（Ag2SO4）}＝c²(Ag^＋)·c(SO₄^2－)＝0.04²×0.02＝3.2×10^-5。
（5）電解池中陽極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，則根據(jù)總反應(yīng)式為：Fe+2H₂O+2OH^- ＝FeO₄^2-+3H₂可知，如果電解質(zhì)溶液選用NaOH溶液。該電解池陽極材料是Fe，鐵失去電子，轉(zhuǎn)化為FeO₄^2-，因此陽極的電極反應(yīng)式為Fe-6e+8OH^- ＝FeO₄^2-+4H₂O。