题目内容
【题目】（10分）含碳物质的价值型转化，有利于“减碳”和可持续性发展，有着重要的研究价值。请回答下列问题：
（1）已知CO分子中化学键为C≡O。相关的化学键键能数据如下：
化学键 | H—O | C≡O | C=O | H—H |
E/(kJ·mol1) | 463 | 1075 | 803 | 436 |
CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g) ΔH=___________kJ·mol1。下列有利于提高CO平衡转化率的措施有_______________（填标号）。
a．增大压强 b．降低温度
c．提高原料气中H2O的比例 d．使用高效催化剂
（2）用惰性电极电解KHCO3溶液，可将空气中的CO2转化为甲酸根(HCOO)，然后进一步可以制得重要有机化工原料甲酸。CO2发生反应的电极反应式为________________，若电解过程中转移1 mol电子，阳极生成气体的体积（标准状况）为_________L。
（3）乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应为：
(g)＋CO2(g)
(g)＋CO(g)＋H2O(g)，其反应历程如下：
①由原料到状态Ⅰ____________能量（填“放出”或“吸收”）。
②一定温度下，向恒容密闭容器中充入2 mol乙苯和2 mol CO2，起始压强为p0，平衡时容器内气体总物质的量为5 mol，乙苯的转化率为_______，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=_______。[气体分压(p分)=气体总压(p总)×气体体积分数]
③乙苯平衡转化率与p(CO2)的关系如下图所示，请解释乙苯平衡转化率随着p(CO2)变化而变化的原因________________________________________________。
【答案】41 bc 2CO2＋2e＋H2O
HCOO＋
或CO2＋2e＋H2OHCOO＋OH 5.6 吸收 50% 0.25p0 随着CO2压强增大，CO2浓度增大，乙苯平衡转化率增大；CO2压强继续增大，会造成催化剂表面乙苯的吸附率下降
【解析】
（1）ΔH=463 kJ·mol1×2＋1075 kJ·mol1803 kJ·mol1×2436 kJ·mol1=41 kJ·mol1。
（2）CO2转化为HCOO得到2个电子，用OH平衡电荷，电极反应式为CO2＋2e＋H2O
HCOO＋OH或2CO2＋2e＋H2OHCOO＋；阳极电解生成氧气，电解过程中转移1 mol电子，生成氧气的体积（标准状况）为5.6 L。
（3）①由原料到状态Ⅰ发生化学键的断裂，需要吸收能量。
②设乙苯反应了x mol。
(g)＋CO2(g)
(g)＋CO(g)＋H2O(g)
n0/mol 2 2 0 0 0
Δn0/mol x x x x x
[n]/mol 2x 2x x x x
解得：4＋x=5
x=1
乙苯的转化率为
×100%=50%
平衡后压强为
×p0=1.25p0，Kp=
=0.25 p0
③一定范围内，p(CO2)越大，说明在原料中CO2的配比越高，则乙苯平衡转化率越高；二者首先吸附在催化剂表面上，当CO2在催化剂表面吸附率过高时，会造成乙苯在催化剂表面的吸附率下降，使乙苯平衡转化率随着p(CO2)增大反而减小。
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【题目】某研究性学习小组的同学设计了如图装置制取溴苯和溴乙烷：
己知：乙醇在加热的条件下可与HBr反应得到溴乙烷（CH3CH2Br），二者某些物理性质如下表所示：
溶解性（本身均可作溶剂） | 沸点（℃） | 密度（g/mL） | |
乙醇 | 与水互溶，易溶于有机溶剂 | 78.5 | 0.8 |
溴乙烷 | 难溶于水，易溶于有机溶剂 | 38.4 | 1.4 |
请回答下列问题：
（1） B中发生反应生成目标产物的化学方程式为_________。
（2）根据实验目的，选择下列合适的实验步骤：①→___________（选填②③④等）。
①组装好装置，___________（填写实验操作名称）；
②将A装置中的纯铁丝小心向下插入苯和液溴的混合液中；
③点燃B装置中的酒精灯，用小火缓缓对锥形瓶加热10分钟；
④向烧瓶中加入一定量苯和液溴，向锥形瓶中加入无水乙醇至稍高于进气导管口处，向U形管中加入蒸馏水封住管底，向水槽中加入冰水。
（3）简述实验中用纯铁丝代替铁粉的优点：_____。
（4）冰水的作用是_______。
（5）反应完毕后，U形管内的现象是______________；分离溴乙烷时所需的玻璃仪器有_____。
