Question

【題目】按要求回答下列問題：

（1）常溫下，將等濃度的Na2S2O3溶液與硫酸溶液混合，2 min后溶液中明顯出現(xiàn)渾濁，請(qǐng)寫出相關(guān)反應(yīng)的離子方程式：__________________________________________；若將此混合溶液置于50℃的水浴中，則出現(xiàn)渾濁的時(shí)間將__________ (填“增加”、“減少”或“不變”)。

（2）已知的電離平衡常數(shù)，向0.1mol/L溶液中滴加NaOH溶液至1:18，此時(shí)溶液PH=________。

（3）CO2與CH4經(jīng)催化重整，制得合成氣CO和H2：

①已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：

化學(xué)鍵	C—H	C=O	H—H	CO(CO)
鍵能/kJ·mol1	413	745	436	1075

則該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：___________________________。分別在v L恒溫密閉容器A（恒容）、B（恒壓，容積可變）中，加入CH4和CO2各1 mol的混合氣體。兩容器中反應(yīng)達(dá)平衡后放出或吸收的熱量較多的是_______（填“A” 或“B ”）。

②按一定體積比加入CH4和CO2，在恒壓下發(fā)生反應(yīng)，溫度對(duì)CO和H2產(chǎn)率的影響如下圖所示。此反應(yīng)優(yōu)選溫度為900℃的原因是_________________________________。

（4）已知2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)在某溫度下的平衡常數(shù)K = 4。此溫度下，在密閉容器中加入CH3OH，反應(yīng)到20min時(shí)測(cè)得各組分的濃度如下：

物質(zhì)	CH3OH	CH3OCH3	H2O
c / mol·L-1	0．4	0．1	0．1

①此時(shí)，反應(yīng)向___________ (填“左”或“右”)移動(dòng)，才能達(dá)到平衡。

②從加入CH3OH開始反應(yīng)到20min時(shí)，CH3OCH3的生成速率為_____________。

③達(dá)到平衡后CH3OH的濃度為_____________。

（5）制取聚乙二酸乙二酯的反應(yīng)方程式_______________________________

（6）有一種耐熱型樹脂材料結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,寫出其合成單體除丙烯氰（CH2=CHCN）,2-甲基苯乙烯外，還需要的單體名稱是：__________。

（7）有機(jī)物R（C6H12O2）與稀硫酸共熱生成A和B，A能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng)，B不能發(fā)生催化氧化反應(yīng)，那么R的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_________。

（8）我國(guó)學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]的反應(yīng)歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用標(biāo)注。

可知水煤氣變換的ΔH________0（填“大于”“等于”或“小于”），該歷程中最大能壘（活化能）E正=_________eV，寫出該步驟的化學(xué)方程式_______________________。

（9）某有機(jī)物A由C、H、O三種元素組成,相對(duì)分子質(zhì)量為90 .將9.0gA完全燃燒的產(chǎn)物依次通過足量的濃硫酸和堿石灰,分別增重5.4g和13.2g，A能與NaHCO3溶液反應(yīng),且2分子A之間脫水可生成八元環(huán)化合物.則A在一定條件下發(fā)生縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是:_________________________

（10）已知：(R表示烴基，R1、R2表示烴基或氫原子)。設(shè)計(jì)以為原料制備的合成路線(提供CH3MgBr及需要的無機(jī)試劑)_______________________________________________________________。

Answer 1

【答案】S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O 減少 6 CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH=+120kJ·mol-1 B 900℃時(shí)，合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高，再升高溫度產(chǎn)率增幅不大，但能耗升高，經(jīng)濟(jì)效益降低 右 0.005mol/(Lmin) 0.12mol/L nHOOCCOOH+nHOCH2CH2OH+（2n-1）H2O 2-甲基-1，3-丁二烯或異戊二烯 HCOOC(CH3)2CH2CH3 小于 2.02 COOH*+H*+H2O*=COOH*+2H*+OH*（或H2O*=H*+OH*）

【解析】

（1）S2O32-在酸性條件下發(fā)生歧化反應(yīng)生成硫單質(zhì)和二氧化硫氣體；升高溫度，反應(yīng)速率加快。

（2）根據(jù) 計(jì)算。

（3）①根據(jù)焓變=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能計(jì)算反應(yīng)熱；正反應(yīng)氣體物質(zhì)的量增大，恒容容器與恒壓容器比，相當(dāng)于加壓；

②900℃時(shí)，合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高，再升高溫度產(chǎn)率增幅不大。

（4）①根據(jù)Q、K的關(guān)系判斷反應(yīng)方向；

②根據(jù)計(jì)算速率；

③利用“三段式”計(jì)算平衡后CH3OH的濃度。

（8）根據(jù)圖示，CO(g)和H2O(g)的能量大于CO2(g)和H2(g)；根據(jù)圖示判斷正反應(yīng)活化能的最大值。

（1）S2O32-在酸性條件下發(fā)生歧化反應(yīng)生成硫單質(zhì)和二氧化硫氣體，將等濃度的Na2S2O3溶液與硫酸溶液混合，反應(yīng)的離子方程式是S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O；升高溫度，反應(yīng)速率加快，若將此混合溶液置于50℃的水浴中，則出現(xiàn)渾濁的時(shí)間將減少。

（2）=1.8×10-5，當(dāng)c(CH3COOH：c(CH3COO-)=1：18，c(H+)=1×10-6，溶液pH=6。

（3）①焓變=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能，CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH=413×4+745×2－1075×2－436×2=+120kJ·mol-1；CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) 正反應(yīng)氣體物質(zhì)的量增大，A容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，壓強(qiáng)A＞B，增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng)，由于正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以兩容器中反應(yīng)達(dá)平衡后吸收的熱量較多的是B；

②900℃時(shí)，合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高，再升高溫度產(chǎn)率增幅不大，但能耗升高，經(jīng)濟(jì)效益降低，所以此反應(yīng)優(yōu)選溫度為900℃。

（4）①Q= ，所以反應(yīng)向右進(jìn)行；

②由表中數(shù)據(jù)可知，從加入CH3OH開始反應(yīng)到20min時(shí)，CH3OCH3的變化量為0.1mol/L，所以，=0.005mol/(Lmin) ；

③

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)

開始 0.4 0.1 0.1

轉(zhuǎn)化 2x x x

平衡 0.4-2x 0.1+x 0.1+x

，x=0.14，所以達(dá)到平衡后CH3OH的濃度為0.4+0.28=0.12 mol/L。

（5）乙二酸、乙二醇在濃硫酸作用下發(fā)生縮聚反應(yīng)生成聚乙二酸乙二酯和水，反應(yīng)的反應(yīng)方程式為nHOOCCOOH+nHOCH2CH2OH +（2n-1）H2O。

（6）為加聚反應(yīng)的產(chǎn)物，合成的單體有丙烯氰（CH2=CHCN）、2-甲基-1，3-丁二烯()、2-甲基苯乙烯()，還需要的單體名稱是2-甲基-1，3-丁二烯。

（7）C6H12O2與稀硫酸共熱生成A和B，說明C6H12O2是飽和一元酯，酸性條件下水解為酸和醇，A能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng)，說明A是甲酸，B不能發(fā)生催化氧化反應(yīng)，說明該醇的α-C上沒有H原子，B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是HOC(CH3)2CH2CH3，所以有機(jī)物R的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是HCOOC(CH3)2CH2CH3。

（8）根據(jù)圖示，CO(g)和H2O(g)的能量大于CO2(g)和H2(g)，所以水煤氣變換的ΔH小于0；根據(jù)圖示，正反應(yīng)活化能的最大值為1.86-(-0.16)=2.02 eV；該歷程為COOH*+H*+H2O*生成COOH*+2H*+OH*，反應(yīng)方程式是COOH*+H*+H2O*=COOH*+2H*+OH*。

（9）n(A)=0.1mol；燃燒后產(chǎn)生的各物質(zhì)的物質(zhì)的量是：n(H2O)= 5.4 g÷18g/mol=0.3mol，n(CO2)= 13.2 g÷44g/mol=0.3mol，則一個(gè)分子中含有3個(gè)C和6個(gè)H，因此，其中的O原子數(shù)為（90-12×3-1×6）÷16=3，因此該物質(zhì)的分子式是C3H6O3；A能與NaHCO3溶液反應(yīng)，且2分子A之間脫水可生成八元環(huán)化合物，說明A分子中含有羧基、羥基，A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是HOCH2CH2COOH，則A在一定條件下發(fā)生縮聚反應(yīng)的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是。

（10）與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成；發(fā)生催化氧化生成；由題中信息可知，與CH3MgBr反應(yīng)生成；在濃硫酸作用下發(fā)生消去反應(yīng)生成。因此，合成路線可以設(shè)計(jì)為：。