Question

【題目】環(huán)戊二烯（）是重要的有機(jī)化工原料，廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)。回答下列問題：

（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

對(duì)于反應(yīng)：(g)+ I2(g)=(g)+2HI(g) ③ ΔH3=___________kJ·mol 1。

（2）某溫度下，等物質(zhì)的量的碘和環(huán)戊烯（）在剛性容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)③，起始總壓為105Pa，平衡時(shí)總壓增加了20%，環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率為_________，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_________Pa。達(dá)到平衡后，欲增加環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有__________（填標(biāo)號(hào)）。

A．通入惰性氣體 B．提高溫度

C．增加環(huán)戊烯濃度 D．增加碘濃度

（3）環(huán)戊二烯容易發(fā)生聚合生成二聚體，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。不同溫度下，溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是__________（填標(biāo)號(hào)）。

A．T1＞T2

B．a點(diǎn)的反應(yīng)速率小于c點(diǎn)的反應(yīng)速率

C．a點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于b點(diǎn)的逆反應(yīng)速率

D．b點(diǎn)時(shí)二聚體的濃度為0.45 mol·L1

（4）環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵（Fe(C5H5)2結(jié)構(gòu)簡式為），后者廣泛應(yīng)用于航天、化工等領(lǐng)域中。二茂鐵的電化學(xué)制備原理如下圖所示，其中電解液為溶解有溴化鈉（電解質(zhì)）和環(huán)戊二烯的DMF溶液（DMF為惰性有機(jī)溶劑）。

該電解池的陽極為____________，總反應(yīng)為__________________。電解制備需要在無水條件下進(jìn)行，原因?yàn)?/span>_________________________。

Answer 1

【答案】89.3 40％ 3.56×104 BD CD Fe電極 Fe+2+H2↑（Fe+2C5H6Fe(C5H5)2+H2↑） 水會(huì)阻礙中間物Na的生成；水會(huì)電解生成OH，進(jìn)一步與Fe2+反應(yīng)生成Fe(OH)2

【解析】

（1）利用蓋斯定律解題；

（2）利用差量法計(jì)算轉(zhuǎn)化率；三行式法計(jì)算平衡常數(shù)；根據(jù)平衡移動(dòng)原理解釋；

（3）通過外界因素對(duì)速率的影響和平衡狀態(tài)的形成分析A、B、C選項(xiàng)，D選項(xiàng)觀察圖象計(jì)算；

（4）根據(jù)陽極：升失氧；陰極：降得還進(jìn)行分析確定陰陽極；根據(jù)題干信息中Na元素的變化確定環(huán)戊二烯得電子數(shù)和還原產(chǎn)物，進(jìn)而寫出電極反應(yīng)式；注意Na與水會(huì)反應(yīng)，Fe2+在堿性條件下生成沉淀。

（1）根據(jù)蓋斯定律①-②，可得反應(yīng)③的ΔH=89.3kJ/mol；

答案：89.3；

（2）假設(shè)反應(yīng)前碘單質(zhì)與環(huán)戊烯均為nmol，平衡時(shí)環(huán)戊烯反應(yīng)了xmol，根據(jù)題意可知；

（g）+I2（g）= （g）+2HI（g） 增加的物質(zhì)的量

1mol 1mol 1mol 2mol 1mol

xmol 2n×20%

得x=0.4nmol，轉(zhuǎn)化率為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，通入惰性氣體，由于對(duì)反應(yīng)物和生成物濃度無影響，速率不變，平衡不移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；

B.升高溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)，環(huán)戊烯轉(zhuǎn)化率升高，故B正確；

C．增加環(huán)戊烯的濃度平衡正向移動(dòng)，但環(huán)戊烯轉(zhuǎn)化率降低，故C錯(cuò)誤；

D,增加I2的濃度，平衡正向移動(dòng)，環(huán)戊烯轉(zhuǎn)化率升高，故D正確；

答案：40%；3.56×104；BD；

（3）A.溫度越高化學(xué)反應(yīng)速率越快，單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度減少越多，則T1<T2，故A錯(cuò)誤；

B.溫度越高化學(xué)反應(yīng)速率越快，因此a點(diǎn)反應(yīng)速率大于c點(diǎn)反應(yīng)速率，故B錯(cuò)誤；

C. a點(diǎn)、b點(diǎn)反應(yīng)一直在正向進(jìn)行，故v（正）>v(逆)，a點(diǎn)反應(yīng)物濃度大于b點(diǎn)，故a點(diǎn)正反應(yīng)速率大于b點(diǎn)，故C正確；

D.b點(diǎn)時(shí)環(huán)戊二烯濃度由1.5mol/L減小到0.6mol/L，減少了0.9mol/L，因此生成二聚體0.45mol/L，故D正確；

答案：CD；

（4）根據(jù)陽極升失氧可知Fe為陽極；根據(jù)題干信息Fe-2e-=Fe2+，電解液中鈉離子起到催化劑的作用使得環(huán)戊二烯得電子生成氫氣，同時(shí)與亞鐵離子結(jié)合生成二茂鐵，故電極反應(yīng)式為Fe+2=+H2↑；電解必須在無水條件下進(jìn)行，因?yàn)橹虚g產(chǎn)物Na會(huì)與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，亞鐵離子會(huì)和氫氧根離子結(jié)合生成沉淀；

答案：Fe電極；Fe+2=+H2↑（Fe+2C5H6=Fe（C2H5）2+ H2↑）；水會(huì)阻礙中間物Na的生成；水會(huì)電解生成OH-，進(jìn)一步與Fe2+反應(yīng)生成Fe（OH）2。