Question

直接生成碳－碳鍵的反應(yīng)是實現(xiàn)高效、綠色有機合成的重要途徑。交叉脫氫偶聯(lián)反應(yīng)是近年備受關(guān)注的一類直接生成碳－碳鍵的新反應(yīng)。例如：

化合物Ⅰ可由以下合成路線獲得：

（1）化合物Ⅰ的分子式為___________，其在NaOH溶液中水解的化學(xué)方程式為_________。

a．體系壓強保持不變

b．混合氣體顏色保持不變

c．SO₃和NO的體積比保持不變

d．每消耗1 mol SO₃的同時生成1 molNO₂

測得上述反應(yīng)平衡時NO₂與SO₂體積比為1:6，則平衡常數(shù)K＝          。

（3）CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系如下圖所示。該反應(yīng)ΔH      0（填“>”或“ <”）。實際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，選擇此壓強的理由是        。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）3NO₂＋H₂O=NO＋2HNO₃      6.72

（2）－41.8     b     8/3

（3）<  在1.3×10⁴kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，如果增大壓強CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加（3分）

【解析】

試題分析：（1）二氧化氮與水反應(yīng)的方程式為3NO₂＋H₂O=NO＋2HNO₃；在6NO₂＋ 8NH₃7N₂＋12 H₂O反應(yīng)中，每消耗6mol二氧化氮，轉(zhuǎn)移電子24mol電子，當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2 mol電子時，消耗二氧化氮0.3mol標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是6.72L

（2）根據(jù)蓋斯定律得：2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）        ΔH=-196.6 kJ·mol^-1     （1）

2NO（g）+O₂（g）2NO₂（g）        ΔH=-113.0 kJ·mol^-1       （2）

NO₂（g）+SO₂（g）SO₃（g）+NO（g）的ΔH可由[（1）-（2）] ÷2得到ΔH=-41.8 kJ·mol^-1；

該反應(yīng)的特點是反應(yīng)前后氣體體積無變化的可逆反應(yīng)，a、氣體的壓強始終不變，不能作為平衡到達的標(biāo)志，錯誤；b、隨著反應(yīng)的進行氣體的顏色逐漸變淺，達平衡時，氣體顏色不再變化，正確；c、SO₃和NO的體積比在反應(yīng)的過程中始終不變，不能作為平衡到達的標(biāo)志，錯誤；d、對逆反應(yīng)而言，每消耗1 mol SO₃的同時生成1 molNO₂ ，不能作為平衡到達的標(biāo)志，錯誤；答案選b。

設(shè)達平衡時SO₃、NO的濃度為x，則消耗NO₂、SO₂的濃度也為x，剩余NO₂、SO₂的濃度為1-x、2-x,所以（1-x）/(2-x)=1:6,解得x=0.8，所以平衡常數(shù)K=0.8²/0.2×1.2=8/3

（3）由圖知，隨溫度升高CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，說明升高溫度平衡逆向移動。正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0,

實際生產(chǎn)時，選擇1.3×10⁴kPa的理由是在1.3×10⁴kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很高，如果增大壓強，CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而生產(chǎn)成本增加

考點：考查化學(xué)方程式的書寫，蓋斯定律的應(yīng)用，平衡狀態(tài)的判斷，平衡常數(shù)的計算及解決分析圖像的能力