题目内容
【题目】(1)一定条件下,铁可以和
发生反应:
,已知该反应的平衡常数
与温度
的关系如图所示。
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①该反应是_______________(填“吸热”或“放热”)的反应。
②在恒温恒容的容器中进行该反应,下列能说明反应达到平衡状态的是_____________(填字母代号)
A.
的浓度保持不变
B.容器内总压强不再变化
C. ![]()
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
③
温度下,向体积为
的密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的
,则
的平衡转化率为_______。
(2)甲醇燃料电池中,若电解质溶液中
的物质的量为
,当有
甲醇参与反应时,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是_________________________。
(3)用
与
干法制备
的反应历程中包含的热化学方程式有:
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则反应
的
______
(用含
的代数式表示)。
早在1841年利用纯铁作电极插入浓的
溶液电解制得
,阳极生成
的电极反应式为___________;
等对其进行改进,在阴、阳电极间设置阳离子交换膜,有效提高了产率,阳离子交换膜的作用是________。
【答案】吸热
75%
==
避免
在阴极上被还原
【解析】
化学平衡常数只与温度有关,据它们的关系可判断反应的热效应;化学平衡的本质是正逆反应速率相等,特征是各物质的浓度等保持不变,由此判断是否达到化学平衡状态;据平衡常数可计算平衡转化率。已知甲醇、氢氧化钾的量可计算反应后溶质的物质的量,再据水解程度的主次关系,比较离子浓度大小。据盖斯定律,将已知热化学方程式加减处理,可求得目标热化学方程式。根据电解原理书写电极反应式,分析阳离子交换膜的作用。
(1)①根据图象,温度升高,平衡常数增大,所以该反应是吸热反应。
②据反应
,
.该反应向右进行,恒容条件下
的浓度保持不变,说明达到平衡状态,
正确;
.该反应是气体体积不发生变化的反应,容器内压强始终保持不变,
错误;
.
是固体,不表示化学反应速率,
错误;
.该反应向右进行,平均相对分子质量减少,则当混合气体的平均相对分子质量不再变化时,反应达到平衡状态,
正确;选择AD。
③根据甲图可知在
温度下
,设加入
的物质的量为
,设反应掉
,则生成
。根据
,
,解得
,所以则
的平衡转化率为
。
(2)当有
甲醇参与反应,产生的二氧化碳是
,和
氢氧化钾反应,根据元素守恒可以计算
,二者的水溶液均为碱性,所以溶液中离子浓度大小顺序为
。
(3)将已知热化学方程式自上而下编号为①②③④,对照目标方程式,消去无关物质、保留有关物质,得目标方程式=①+②/2+③/2+④,故
;
纯铁作电极电解浓
溶液制得
,铁元素从0价升到+6价,则阳极为Fe失电子生成
,电极反应式为
=
;阳离子交换膜不允许阴离子通过,阳极生成的
不会在阴极被还原,从而提高
产率。
【题目】某芳香烃A可以从煤干馏得到的煤焦油中分离出来,以A为原料可以合成聚邻氨基苯甲酸、扁桃酸等物质,其合成流程如下(部分产物、合成路线、反应条件已略去):
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已知:
Ⅰ.R—CHO+HCN![]()
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Ⅱ.R—CN
R—COOH
Ⅲ.![]()
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(苯胺易被氧化)
请回答下列问题:
(1)C的分子式为__________。
(2)下列对相关反应类型的判断合理的是__________ (填序号)。
① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | |
Ⅰ | 加成 | 水解 | 还原 | 取代 | 还原 | 氧化 | 加聚 |
Ⅱ | 加成 | 消去 | 还原 | 加成 | 氧化 | 还原 | 缩聚 |
Ⅲ | 取代 | 水解 | 加成 | 氧化 | 还原 | 缩聚 | |
Ⅳ | 取代 | 消去 | 氧化 | 取代 | 还原 | 氧化 | 加聚 |
(3)写出反应③的化学方程式:______________________________。
(4)扁桃酸有多种同分异构体,其中既能与氯化铁溶液发生显色反应,又能与碳酸氢钠溶液反应产生气泡的同分异构体有__________种,写出其中一种的结构简式:__________________。
(5)以芳香烃A为主要原料,还可以通过下列合成路线合成阿司匹林和冬青油:
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①冬青油的结构简式为____________________。
②写出反应Ⅴ的化学方程式:______________________________。