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题型:综合题 难度:一般

环戊二烯(1)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:2(g)= 3(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:2(g)+ I2(g)=3(g)+2HI(g)  ③  ΔH3=___________kJ·mol −1。

(2)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯(2)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)。

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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·L−1

(4)环戊二烯可用于制备二茂铁(Fe(C5H5)2结构简式为5),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)。

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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+2123+H2↑(Fe+2C5H62Fe(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;

1(g)+I2(g)= 2(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%;

1(g)  + I2(g)= 2(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=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+24=5+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+24=5+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。

题型:综合题 难度:一般
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