Question

【題目】苯乙烯是重要的基礎(chǔ)有機(jī)化工原料。工業(yè)中以乙苯(C6H5—CH2CH3)為原料，采用催化脫氫的方法制取苯乙烯(C6H5—CH=CH2)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為C6H5—CH2CH3(g)C6H5—CH=CH2(g)＋H2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1。

(1)乙苯在特定催化劑下發(fā)生氧化脫氫：C6H5—CH2CH3(g)＋1/2O2(g)C6H5—CH=CH2(g)＋H2O(g)　ΔH1

已知H2的燃燒熱ΔH＝b kJ·mol－1，水的汽化熱為c J·g－1，則ΔH1＝________。

(2)①在汽車上安裝三元催化轉(zhuǎn)化器可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH<0。則該反應(yīng)在________(填“高溫”“低溫”或“任何溫度”)下能自發(fā)進(jìn)行。

②在某溫度下，2 L密閉容器中充入NO、CO各0.4 mol進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得NO物質(zhì)的量變化如圖所示，5 min末反應(yīng)達(dá)到平衡。第6 min繼續(xù)加入0.2 mol NO、0.2 mol CO、0.2 mol CO2和0.3 mol N2，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出到9 min末反應(yīng)達(dá)到平衡NO的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線_______________。

(3)沉淀物并非絕對(duì)不溶，且在水及各種不同的溶液中溶解度有所不同，同離子效應(yīng)、絡(luò)合物的形成等都會(huì)使沉淀物的溶解度有所改變。已知AgCl＋Cl－=[AgCl2]－，下圖是某溫度下AgCl在NaCl溶液中的溶解情況。

①由圖知，該溫度下AgCl的溶度積常數(shù)為________。

②AgCl在NaCl溶液中的溶解度出現(xiàn)如圖所示情況(先變小后變大)的原因是：______________________。

Answer 1

【答案】(a＋b＋0.018c)kJ·mol－1 低溫 10－12 開(kāi)始Cl－抑制了AgCl的溶解，AgCl的溶解度變小，但c(Cl－)增大使AgCl形成[AgCl2]－絡(luò)合物，所以AgCl的溶解度又變大

【解析】

(1)由H2的燃燒熱ΔH＝b kJ·mol－1，得：①H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)　ΔH＝b kJ·mol－1，由水的汽化熱為c J·g－1，即0.018c kJ·mol－1，得：②H2O(l)=H2O(g)　ΔH＝0.018c kJ·mol－1，又知③C6H5－CH2CH3(g)C6H5—CH=CH2(g)＋H2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1；根據(jù)蓋斯定律，由③＋①＋②得：C6H5—CH2CH3(g)＋1/2O2(g)C6H5—CH=CH2(g)＋H2O(g)，即可求出ΔH。

(2)①反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH<0的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，ΔS<0，低溫下滿足ΔH－TΔS<0，即在低溫時(shí)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；②由題意知反應(yīng)為2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，2 L密閉容器中充入NO、CO各0.4 mol，達(dá)到平衡時(shí)NO為0.2 mol。

將數(shù)據(jù)代入公式K＝，即可求出K。

第6 min繼續(xù)加入0.2 mol NO,0.2 mol CO、0.2 mol CO2、0.3 mol N2，此時(shí)，c(NO)＝c(CO)＝c(CO2)＝c(N2)＝0.2 mol·L－1，將數(shù)據(jù)代入公式Q＝，并將數(shù)值與K進(jìn)行比較，即可說(shuō)明平衡移動(dòng)情況；第6 min繼續(xù)加入0.2 mol NO、0.2 mol CO、0.2 mol CO2和0.3 mol N2，依據(jù)平衡移動(dòng)情況，確定NO的物質(zhì)的量變化，從而繪出坐標(biāo)圖象。

(3)①由題圖2可知，當(dāng)c(Ag＋)＝10－5 mol·L－1時(shí)，c(Cl－)＝10－7 mol·L－1，代入AgCl的溶度積常數(shù)公式Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－)，即可求出結(jié)果；②根據(jù)沉淀溶解平衡：AgCl(s) Cl－(aq)＋Ag＋(aq)，將AgCl放在NaCl溶液中，起初是同離子效應(yīng)，后來(lái)是發(fā)生反應(yīng)AgCl＋Cl－=[AgCl2]－。

(1)由H2的燃燒熱ΔH＝b kJ·mol－1，得：①H2(g)＋1/2O2(g)=HO(l)　ΔH＝b kJ·mol－1，由水的汽化熱為c J·g－1，即0.018c kJ·mol－1，得：②H2O(l)=H2O(g)　ΔH＝0.018c kJ·mol－1，又知③C6H5－CH2CH3(g)C6H5—CH=CH2(g)＋H2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1；根據(jù)蓋斯定律，由③＋①＋②得：C6H5—CH2CH3(g)＋1/2O2(g)C6H5—CH=CH2(g)＋H2O(g)，故ΔH＝a kJ·mol－1＋b kJ·mol－1＋0.018c kJ·mol－1＝(a＋b＋0.018c)kJ·mol－1。答案為：(a＋b＋0.018c)kJ·mol－1；

(2)①反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH<0的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，ΔS<0，低溫下滿足ΔH－TΔS<0，即在低溫時(shí)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；答案為：低溫；

②由題意知反應(yīng)為2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，2 L密閉容器中充入NO、CO各0.4 mol，達(dá)到平衡時(shí)NO為0.2 mol。

K＝=5，第6 min繼續(xù)加入0.2 mol NO,0.2 mol CO、0.2 mol CO2、0.3 mol N2，此時(shí)，c(NO)＝c(CO)＝c(CO2)＝c(N2)＝0.2 mol·L－1，Q＝=5＝K，說(shuō)明是平衡狀態(tài)，所以第6 min繼續(xù)加入0.2 mol NO、0.2 mol CO、0.2 mol CO2和0.3 mol N2，仍是平衡狀態(tài)，但是NO的物質(zhì)的量變?yōu)樵瓉?lái)的2倍。則9 min末反應(yīng)達(dá)到平衡NO的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線為 。答案為：；

(3)①由題圖2可知，當(dāng)c(Ag＋)＝10－5 mol·L－1時(shí)，c(Cl－)＝10－7 mol·L－1，AgCl的溶度積常數(shù)Ksp＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝10－5×10－7＝10－12；答案為：10－12；

②根據(jù)沉淀溶解平衡：AgCl(s) Cl－(aq)＋Ag＋(aq)，將AgCl放在NaCl溶液中，Cl－抑制了AgCl的溶解，但隨c(Cl－)增大，發(fā)生反應(yīng)AgCl＋Cl－=[AgCl2]－，使AgCl的溶解度增大。答案為：開(kāi)始Cl－抑制了AgCl的溶解，AgCl的溶解度變小，但c(Cl－)增大使AgCl形成[AgCl2]－絡(luò)合物，所以AgCl的溶解度又變大。