题目内容
【题目】环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题:
(1)已知:(g)= (g)+H2(g) ΔH1=100.3 kJ·mol 1 ①
H2(g)+ I2(g)=2HI(g) ΔH2=﹣11.0 kJ·mol 1 ②
对于反应:(g)+ I2(g)=(g)+2HI(g) ③ ΔH3=___________kJ·mol 1。
(2)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应③,起始总压为105Pa,平衡时总压增加了20%,环戊烯的转化率为_________,该反应的平衡常数Kp=_________Pa。达到平衡后,欲增加环戊烯的平衡转化率,可采取的措施有__________(填标号)。
A.通入惰性气体 B.提高温度
C.增加环戊烯浓度 D.增加碘浓度
(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是__________(填标号)。
A.T1>T2
B.a点的反应速率小于c点的反应速率
C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率
D.b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L1
(4)环戊二烯可用于制备二茂铁(Fe(C5H5)2结构简式为),后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。
该电解池的阳极为____________,总反应为__________________。电解制备需要在无水条件下进行,原因为_________________________。
【答案】89.3 40% 3.56×104 BD CD Fe电极 Fe+2+H2↑(Fe+2C5H6Fe(C5H5)2+H2↑) 水会阻碍中间物Na的生成;水会电解生成OH,进一步与Fe2+反应生成Fe(OH)2
【解析】
(1)利用盖斯定律解题;
(2)利用差量法计算转化率;三行式法计算平衡常数;根据平衡移动原理解释;
(3)通过外界因素对速率的影响和平衡状态的形成分析A、B、C选项,D选项观察图象计算;
(4)根据阳极:升失氧;阴极:降得还进行分析确定阴阳极;根据题干信息中Na元素的变化确定环戊二烯得电子数和还原产物,进而写出电极反应式;注意Na与水会反应,Fe2+在碱性条件下生成沉淀。
(1)根据盖斯定律①-②,可得反应③的ΔH=89.3kJ/mol;
答案:89.3;
(2)假设反应前碘单质与环戊烯均为nmol,平衡时环戊烯反应了xmol,根据题意可知;
(g)+I2(g)= (g)+2HI(g) 增加的物质的量
1mol 1mol 1mol 2mol 1mol
xmol 2n×20%
得x=0.4nmol,转化率为0.4n/n×100%=40%;
(g) + I2(g)= (g)+ 2HI(g)
P(初) 0.5×105 0.5×105 0 0
ΔP 0.5×105×40% 0.5×105×40% 0.5×105×40% 1×105×40%
P(平) 0.3×105 0.3×105 0.2×105 0.4×105
Kp==3.56×104;
A.T、V一定,通入惰性气体,由于对反应物和生成物浓度无影响,速率不变,平衡不移动,故A错误;
B.升高温度,平衡向吸热方向移动,环戊烯转化率升高,故B正确;
C.增加环戊烯的浓度平衡正向移动,但环戊烯转化率降低,故C错误;
D,增加I2的浓度,平衡正向移动,环戊烯转化率升高,故D正确;
答案:40%;3.56×104;BD;
(3)A.温度越高化学反应速率越快,单位时间内反应物浓度减少越多,则T1<T2,故A错误;
B.温度越高化学反应速率越快,因此a点反应速率大于c点反应速率,故B错误;
C. a点、b点反应一直在正向进行,故v(正)>v(逆),a点反应物浓度大于b点,故a点正反应速率大于b点,故C正确;
D.b点时环戊二烯浓度由1.5mol/L减小到0.6mol/L,减少了0.9mol/L,因此生成二聚体0.45mol/L,故D正确;
答案:CD;
(4)根据阳极升失氧可知Fe为阳极;根据题干信息Fe-2e-=Fe2+,电解液中钠离子起到催化剂的作用使得环戊二烯得电子生成氢气,同时与亚铁离子结合生成二茂铁,故电极反应式为Fe+2=+H2↑;电解必须在无水条件下进行,因为中间产物Na会与水反应生成氢氧化钠和氢气,亚铁离子会和氢氧根离子结合生成沉淀;
答案:Fe电极;Fe+2=+H2↑(Fe+2C5H6=Fe(C2H5)2+ H2↑);水会阻碍中间物Na的生成;水会电解生成OH-,进一步与Fe2+反应生成Fe(OH)2。
【题目】探究草酸(H2C2O4)性质,进行如下实验。(已知:室温下,0.1 mol·L1 H2C2O4的pH=1.3)
实验 | 装置 | 试剂a | 现象 |
① | Ca(OH)2溶液(含酚酞) | 溶液褪色,产生白色沉淀 | |
② | 少量NaHCO3溶液 | 产生气泡 | |
③ | 酸性KMnO4溶液 | 紫色溶液褪色 | |
④ | C2H5OH和浓硫酸 | 加热后产生有香味物质 |
由上述实验所得草酸性质所对应的方程式不正确的是
A. H2C2O4有酸性,Ca(OH)2+ H2C2O4CaC2O4↓+2H2O
B. 酸性:H2C2O4> H2CO3,NaHCO3+ H2C2O4NaHC2O4+CO2↑+H2O
C. H2C2O4具有还原性,2+5+16H+2Mn2++10CO2↑+ 8H2O
D. H2C2O4可发生酯化反应,HOOCCOOH+2C2H5OHC2H5OOCCOOC2H5+2H2O