Question

【題目】環戊二烯（）是重要的有機化工原料，廣泛用于農藥、橡膠、塑料等生產。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

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

（2）某溫度下，等物質的量的碘和環戊烯（）在剛性容器內發生反應③，起始總壓為105Pa，平衡時總壓增加了20%，環戊烯的轉化率為_________，該反應的平衡常數Kp=_________Pa。達到平衡后，欲增加環戊烯的平衡轉化率，可采取的措施有__________（填標號）。

A．通入惰性氣體 B．提高溫度

C．增加環戊烯濃度 D．增加碘濃度

（3）環戊二烯容易發生聚合生成二聚體，該反應為可逆反應。不同溫度下，溶液中環戊二烯濃度與反應時間的關系如圖所示，下列說法正確的是__________（填標號）。

A．T1＞T2

B．a點的反應速率小于c點的反應速率

C．a點的正反應速率大于b點的逆反應速率

D．b點時二聚體的濃度為0.45 mol·L1

（4）環戊二烯可用于制備二茂鐵（Fe(C5H5)2結構簡式為），后者廣泛應用于航天、化工等領域中。二茂鐵的電化學制備原理如下圖所示，其中電解液為溶解有溴化鈉（電解質）和環戊二烯的DMF溶液（DMF為惰性有機溶劑）。

該電解池的陽極為____________，總反應為__________________。電解制備需要在無水條件下進行，原因為_________________________。

Answer 1

【答案】89.3 40％ 3.56×104 BD CD Fe電極 Fe+2+H2↑（Fe+2C5H6Fe(C5H5)2+H2↑） 水會阻礙中間物Na的生成；水會電解生成OH，進一步與Fe2+反應生成Fe(OH)2

【解析】

（1）利用蓋斯定律解題；

（2）利用差量法計算轉化率；三行式法計算平衡常數；根據平衡移動原理解釋；

（3）通過外界因素對速率的影響和平衡狀態的形成分析A、B、C選項，D選項觀察圖象計算；

（4）根據陽極：升失氧；陰極：降得還進行分析確定陰陽極；根據題干信息中Na元素的變化確定環戊二烯得電子數和還原產物，進而寫出電極反應式；注意Na與水會反應，Fe2+在堿性條件下生成沉淀。

（1）根據蓋斯定律①-②，可得反應③的ΔH=89.3kJ/mol；

答案：89.3；

（2）假設反應前碘單質與環戊烯均為nmol，平衡時環戊烯反應了xmol，根據題意可知；

（g）+I2（g）= （g）+2HI（g） 增加的物質的量

1mol 1mol 1mol 2mol 1mol

xmol 2n×20%

得x=0.4nmol，轉化率為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，由于對反應物和生成物濃度無影響，速率不變，平衡不移動，故A錯誤；

B.升高溫度，平衡向吸熱方向移動，環戊烯轉化率升高，故B正確；

C．增加環戊烯的濃度平衡正向移動，但環戊烯轉化率降低，故C錯誤；

D,增加I2的濃度，平衡正向移動，環戊烯轉化率升高，故D正確；

答案：40%；3.56×104；BD；

（3）A.溫度越高化學反應速率越快，單位時間內反應物濃度減少越多，則T1<T2，故A錯誤；

B.溫度越高化學反應速率越快，因此a點反應速率大于c點反應速率，故B錯誤；

C. a點、b點反應一直在正向進行，故v（正）>v(逆)，a點反應物濃度大于b點，故a點正反應速率大于b點，故C正確；

D.b點時環戊二烯濃度由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）根據陽極升失氧可知Fe為陽極；根據題干信息Fe-2e-=Fe2+，電解液中鈉離子起到催化劑的作用使得環戊二烯得電子生成氫氣，同時與亞鐵離子結合生成二茂鐵，故電極反應式為Fe+2=+H2↑；電解必須在無水條件下進行，因為中間產物Na會與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，亞鐵離子會和氫氧根離子結合生成沉淀；

答案：Fe電極；Fe+2=+H2↑（Fe+2C5H6=Fe（C2H5）2+ H2↑）；水會阻礙中間物Na的生成；水會電解生成OH-，進一步與Fe2+反應生成Fe（OH）2。