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2025年高考真题和模拟题化学分类汇编:专题15 反应原理综合题(解析版)
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1.(2025·云南卷)我国科学家研发出一种乙醇(沸点78.5℃)绿色制氢新途径,并实现高附加值乙酸(沸点118℃)的生产,主要反应为:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)乙醇可由秸秆生产,主要过程为
秸秆纤维素 乙醇
(2)对于反应Ⅰ:
①已知 则 。
②一定温度下,下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是 (填标号)。
A.容器内的压强不再变化
B.混合气体的密度不再变化
C.的体积分数不再变化
D.单位时间内生成,同时消耗
③反应后从混合气体分离得到,最适宜的方法为 。
(3)恒压100kPa下,向密闭容器中按投料,产氢速率和产物的选择性随温度变化关系如图1,关键步骤中间体的能量变化如图2。[比如:乙酸选择性]
①由图1可知,反应Ⅰ最适宜的温度为270℃,原因为 。
②由图中信息可知,乙酸可能是 (填“产物1”“产物2”或“产物3”)。
③270℃时,若该密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡时乙醇的转化率为90%,乙酸的选择性为80%,则 ,平衡常数 (列出计算式即可;用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1)葡萄糖
(2) +44.4 AC 降温冷凝后收集气体
(3)乙酸选择性最大且反应速率较快 产物1 36:5
【详解】(1)纤维素水解得到葡萄糖,葡萄糖发酵产生二氧化碳和乙醇;
(2)①反应Ⅰ-反应Ⅱ得到“已知反应”,根据盖斯定律=-24.3kJ·ml-1+68.7 kJ·ml-1=+44.4 kJ·ml-1;
②恒温恒容下发生:
A.该反应是气体总物质的量增大的反应,容器内的压强不再变化,说明气体总物质的量不再改变,说明反应达到平衡状态,A符合题意;
B.体积自始至终不变,气体总质量自始至终不变,则气体密度不是变量,混合气体的密度不再变化,不能说明反应是否达到平衡状态,B不符合题意;
C.的体积分数不再变化,说明其物质的量不再改变,反应已达平衡,C符合题意;
D.单位时间内生成,同时消耗均是逆反应速率,不能说明反应是否达到平衡状态,D不符合题意;
答案选AC;
③可利用混合体系中各物质的沸点差异分离出氢气,最适宜的方法为降温冷凝后收集气体;
(3)①由图1可知,反应Ⅰ最适宜的温度为270℃,原因为乙酸选择性最大且反应速率较快;
②由图2可知关键步骤中生成产物1的最大能垒为0.58eV,生成产物2的最大能垒为0.66eV,生成产物3的最大能垒为0.81eV,图1中乙酸的选择性最大,说明相同条件下生成乙酸的反应速率最大,则乙酸可能是产物1;
③设投料n(H2O)=9ml,n(乙醇)=1ml,密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡时乙醇的转化率为90%,乙酸的选择性为80%,则平衡时生成的乙酸的物质的量=90%×80%×1=0.72ml,n平(乙醇)=1ml×10%=0.1ml,恒温恒压下,压强比=物质的量之比,故0.72:0.1=36:5;列三段式、,则平衡时乙醇、H2O(g)、氢气、乙酸、乙醛的物质的量分别为0.1ml、8.28ml、1.62ml、0.72ml、0.18ml,气体总物质的量为0.1ml+8.28ml+1.62ml+0.72ml+0.18ml=10.9ml,则kPa。
2.(2025·陕西、山西、青海、宁夏卷)/循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线,主要反应如下:
I.
II.
III.
回答下列问题,
(1)计算 。
(2)提高平衡产率的条件是_______。
A.高温高压B.低温高压C.高温低压D.低温低压
(3)高温下分解产生的催化与反应生成,部分历程如图,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注,所示步骤中最慢的基元反应是 (填序号),生成水的基元反应方程式为 。
(4)下,在密闭容器中和各发生反应。反应物(、)的平衡转化率和生成物(、)的选择性随温度变化关系如下图(反应III在以下不考虑)。
注:含碳生成物选择性
①表示选择性的曲线是 (填字母)。
②点M温度下,反应Ⅱ的 (列出计算式即可)。
③在下达到平衡时, 。,随温度升高平衡转化率下降的原因可能是 。
【答案】(1)
(2)B
(3)④ HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O
(4)c 0.2 反应Ⅱ生成的氢气多于反应Ⅲ消耗的氢气
【详解】(1)已知:
I.
Ⅱ.
将I+ Ⅱ可得=,故答案为:;
(2)已知反应Ⅱ. 为放热反应,要提高平衡产率,要使平衡正向移动。
A.高温会使平衡逆向移动,不利于提高平衡产率,A错误;
B.低温使平衡正向移动,高压也使平衡正向移动,可提高平衡产率,B正确;
C.高温会使平衡逆向移动,低压会使平衡逆向移动,不利于提高平衡产率,C错误;
D.低压会使平衡逆向移动,不利于提高平衡产率,D错误;
故选B。
(3)反应活化能越高,反应速率越慢,从图中可以看出,第四步活化能最高,速率最慢,基元反应为CH3*+H*+2H2O=CH4*+2H2O;由图可知,在第三步时生成了水,基元反应为:HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O,故答案为:④;HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O;
(4)已知反应I为吸热反应, Ⅱ为放热反应,III为吸热反应,根据图像,温度逐渐升高,则碳酸镁的转化率逐渐升高,氢气的转化率下降,在以下不考虑反应Ⅲ,则二氧化碳的选择性上升,甲烷的选择性下降,所以a表示碳酸镁的转化率,b表示二氧化碳的选择性,c表示甲烷的选择性。
①表示选择性的曲线是c,故答案为:c;
②点M温度下,从图中看出碳酸镁的转化率为49%,则剩余的碳酸镁为0.51ml,根据碳原子守恒,甲烷和二氧化碳中碳原子的物质的量之和为0.49ml,又因为此时二氧化碳的选择性和甲烷的选择性相等,则二氧化碳和甲烷的物质的量为0.245ml,根据氧原子守恒得出水的物质的量为0.49ml,根据氢原子守恒得出 氢气的物质的量为0.02ml,总的物质的量为0.02+0.245+0.245+0.49=1ml,,,,则反应Ⅱ的,故答案为:;
③在下达到平衡时,碳酸镁完全转化,二氧化碳的选择性为70%,甲烷的选择性为10%,则生成的二氧化碳为0.7ml,生成的甲烷为0.1ml,根据碳原子守恒得出1-0.7-0.1 ml=0.2ml;因为反应Ⅱ是放热的,反应Ⅲ是吸热的。在,随温度升高,反应Ⅱ逆向移动,反应Ⅲ正向移动,由于反应Ⅱ生成的氢气多于反应Ⅲ消耗的氢气,导致平衡转化率下降,故答案为:0.2;反应Ⅱ生成的氢气多于反应Ⅲ消耗的氢气。
3.(2025·江苏卷)合成气(和)是重要的工业原料气。
(1)合成气制备甲醇:。的结构式为,估算该反应的需要 (填数字)种化学键的键能数据。
(2)合成气经“变换”“脱碳”获得纯。
①合成气变换。向绝热反应器中通入和过量的:。催化作用受接触面积和温度等因素影响,的比热容较大。过量能有效防止催化剂活性下降,其原因有 。
②脱碳在钢制吸收塔中进行,吸收液成分:质量分数30%的吸收剂、(正价有)缓蚀剂等。溶液浓度偏高会堵塞设备,导致堵塞的物质是 (填化学式)。减缓设备腐蚀的原理是 。
(3)研究与不同配比的铁铈载氧体[是活泼金属,正价有]反应,气体分步制备原理示意如图甲所示。相同条件下,先后以一定流速通入固定体积的,依次发生的主要反应:
步骤Ⅰ
步骤Ⅱ
①步骤Ⅰ中,产物气体积分数、转化率、与x的关系如图乙所示。时,大于理论值2的可能原因有 ;时,通入标准状况下的至反应结束,的选择性,则生成标准状况下和的总体积为 。
②时,新制载氧体、与反应后的载氧体的X射线衍射谱图如图丙所示(X射线衍射用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。步骤Ⅱ中,能与反应的物质有 (填化学式)。
③结合图示综合分析,步骤Ⅰ中的作用、气体分步制备的价值: 。
【答案】(1)5
(2)该反应为放热反应,在绝热容器中进行,的比热容较大,则体系温度变化较小,催化剂活性受温度影响,过量可有效防止催化剂活性下降 具有强氧化性,能使设备表面形成一层致密的氧化膜
(3)当时,载氧体为,氧化性较强,提供的O原子较多,将CO氧化为,使得CO的物质的量减小,增大 432 C、Fe、FeO 步骤Ⅰ中作载氧体供氧,将甲烷转化为CO和氢气,避免生成大量积炭导致催化剂失活;采用分步制备,可提高原料利用率,且可以有效消除积碳使催化剂再生,同时步骤Ⅰ需要的温度较高,步骤Ⅱ需要的温度较低,分步制备也可节约能源
【详解】(1)反应的焓变=反应物的总键能-生成物的总键能,计算该反应的需。、、、,共5种化学键的键能数据。
(2)①该反应为放热反应,在绝热容器中进行时,若无水的存在,随着反应进行,温度会逐渐升高,由于使用了低温型催化剂,温度过高会导致催化剂的活性下降;的比热容较大,可以吸收大量的热从而使体系温度变化较小,因此,过量可有效防止催化剂活性下降。
②脱碳过程中,溶液会吸收,发生反应,当溶液浓度偏高时,会生成较多,而溶解度相对较小,容易在溶液中达到饱和后结晶析出,从而堵塞设备。中的Cr元素化合价为,处于最高价态,具有强氧化性,在钢制吸收塔的环境中,它会与铁发生氧化还原反应,使铁表面形成一层由铁的氧化物和铬的氧化物组成的致密氧化膜,这层氧化膜可以将钢铁与腐蚀性介质隔离开,阻止氧气、水和其他腐蚀性物质与钢铁接触,从而减缓腐蚀。
(3)①当时,载氧体中没有,只有,由于的氧化性较强,且其提供的O原子较多,可以将CO氧化为,使得CO的物质的量减小,增大;由题图乙可知,当时,转化率为60%,则,已知CO的选择性,则,根据图乙中数据可知,此时产物气中,则,故生成标准状况下CO和的总体积为432mL。
②新制载氧体与反应后新生成的晶态物质,在步骤Ⅱ中会与反应,使载氧体再生从而继续与反应,因此,在新制载氧体中不存在,而在与反应后的载氧体中含有的晶态物质,会在步骤Ⅱ中与反应。因此,对比二者X射线衍射谱图可知,C、Fe、FeO在步骤Ⅱ中均可与反应。
③步骤Ⅰ中作载氧体供氧,将甲烷转化为CO和氢气,可以避免生成大量积炭致催化剂活性降低甚至失活;采用分步制备,可提高原料利用率,且可以有效消除积碳使催化剂再生,同时步骤Ⅰ需要的温度较高,步骤Ⅱ需要的温度较低,分步制备也可节约能源。
4.(2025·广东卷)钛单质及其化合物在航空、航天、催化等领域应用广泛。
(1)基态Ti原子的价层电子排布式为 。
(2)298K下,反应的、,则298K下该反应 (填“能”或“不能”)自发进行。
(3)以为原料可制备。将与10.0mlTi放入容积为的恒容密闭容器中,反应体系存在下列过程。
① kJ/ml。
②不同温度下,平衡时反应体系的组成如图。曲线Ⅰ对应的物质为 。
③温度下, ,反应(c)的平衡常数 (列出算式,无须化简)。
(4)钛基催化剂可以催化储氢物质肼的分解反应:
(e)
(f)
为研究某钛基催化剂对上述反应的影响,以肼的水溶液为原料(含的物质的量为),进行实验,得到、随时间t变化的曲线如图。其中,为与的物质的量之和;为剩余的物质的量。设为0~t时间段内反应(e)消耗的物质的量,该时间段内,本体系中催化剂的选择性用表示。
①内,的转化率为 (用含的代数式表示)。
②内,催化剂的选择性为 (用含与的代数式表示,写出推导过程)。
【答案】(1)
(2)能
(3) 0.5
(4)
【详解】(1)Ti为22号元素,基态Ti原子的价层电子排布式为,故答案为::
(2)反应的、,则根据可知,该反应在298K下能自发进行,故答案为:能;
(3)① 已知:
反应b:
反应c:
将反应c-2×反应b可得,则,故答案为:;
② 由表格可知,反应a为放热反应,反应b、c为吸热反应,反应d也是放热的,曲线Ⅰ,Ⅱ可表示或的物质的量随温度的变化情况,随着温度升高,反应b、c正向移动,反应a、d为逆向移动,所以的含量逐渐上升,的含量逐渐下降,所以曲线Ⅰ对应的物质为,故答案为:;
③ 温度下,,,,根据Ti元素守恒,可推出(10+5-6-8.5)ml=0.5ml,则,,反应(c)的平衡常数=,故答案为:0.5;;
(4)① 因为肼为反应物,肼的含量逐渐下降,起始时,时, ,则内,的转化率为=,故答案为:;
② 由图可知,内,,,则,反应掉的肼为,生成的氮气和氢气的物质的量为,根据反应前后原子个数守恒,可得,反应f消耗的肼为,反应e消耗的肼为, 则本体系中催化剂的选择性===,故答案为:;
5.(2025·河北卷)乙二醇(EG)是一种重要的基础化工原料,可通过石油化工和煤化工等工业路线合成。
(1)石油化工路线中,环氧乙烷(EO)水合工艺是一种成熟的乙二醇生产方法,环氧乙烷和水反应生成乙二醇,伴随生成二乙二醇(DEG)的副反应。
主反应:
副反应:
体系中环氧乙烷初始浓度为,恒温下反应30min,环氧乙烷完全转化,产物中。
①0~30min内, 。
②下列说法正确的是 (填序号)。
a.主反应中,生成物总能量高于反应物总能量
b.0~30min内,
c.0~30min内,
d.选择适当催化剂可提高乙二醇的最终产率
(2)煤化工路线中,利用合成气直接合成乙二醇,原子利用率可达100%,具有广阔的发展前景。反应如下:。按化学计量比进料,固定平衡转化率,探究温度与压强的关系。分别为0.4、0.5和0.6时,温度与压强的关系如图:
①代表的曲线为 (填“”“”或“”);原因是 。
② 0(填“>”“”“”“0.5时,过量,生成的继续被氧化成,导致产率减小。
17.(2025·河北保定·二模)乙烯是重要化工原料,也是制备聚乙烯塑料的单体。回答下列问题:
(1)聚乙烯塑料广泛用于制作食品外包装材料。在催化剂作用下,由乙烯合成聚乙烯的化学方程式为 。
(2)已知几种共价键键能数据如表所示:
以甲醇为原料制备乙烯的反应: 。
(3)以、为原料制备的化学方程式如下:
①
②
一定温度下,在恒容密闭容器中充入适量和,发生反应①和反应②,下列叙述表明反应一定达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.气体密度不随时间变化B.气体压强不随时间变化
C.气体平均摩尔质量不随时间变化D.的值不随时间变化
(4)乙醇脱水发生如下反应:
i.
ii.
乙醇脱水制乙醚、乙烯反应的随温度(T)的变化如图1所示。
①反应i属于 (填标号)。
A.焓减、熵增反应 B.焓减、熵减反应 C.焓增、熵增反应 D.焓增、熵减反应
②混合体系处于图1中M点时,平衡体系中反应物及产物分压间应满足的关系是 。
③随温度变化,产物的选择性如图2所示。用分子筛催化剂(活性温度范围为373K~573K)催化,欲制备乙烯应控制温度的范围为 K,理由是 。
(5)用丙烷制乙烯的反应为,在某温度下,总压保持为120kPa,向体积可变的密闭容器中充入和,达到平衡时的转化率为50%。平衡体系中为 kPa.该温度下,该反应的平衡常数 kPa。提示:用气体分压计算的平衡常数为压强平衡常数(),分压总压×物质的量分数。
【答案】(1)
(2)-6
(3)BC
(4) C 525~573K 此温度在催化剂活性范围内且乙烯选择性较高
(5) 20 20
【详解】(1)
根据所学知识,可知乙烯合成聚乙烯的化学方程式为。
(2)反应热反应物键能总和-生成物键能总和,根据题中给出的键能和反应式,可知反应物键能= 2×(3×413+358+467) = 4128 kJ·ml-1,生成物键能= 614+4×413+2×2×467 = 4134 kJ·ml-1,则4128 kJ·ml-1 - 4134 kJ·ml-1 = -6 kJ·ml-1,故答案为-6。
(3)A.恒容密闭容器,气体质量、体积均不变,密度始终不变,不能判断平衡,A错误;
B.反应①②均为气体物质的量增大的反应,压强不变时,说明气体物质的量不变,达到平衡,B正确;
C.气体平均摩尔质量M=m/n,质量m不变,由反应知物质的量n是变化的,故M不变时气体物质的量不变,达到平衡,C正确;
D.根据原子守恒可知,始终不变,故不能判断平衡,D错误;
故答案选BC。
(4)根据图1可反应i随温度升高平衡常数增大,为焓增反应,且反应i反应后气体物质量增大,即为熵增(>0),故反应i属于焓增、熵增反应,选C;M点反应i和反应ii的lgKp相等,即Kp1=Kp2,,,故M点时;由图2和催化剂活性温度范围可知,制备乙烯应控制温度的范围为525~573K,原因是:此温度在催化剂活性范围内且乙烯选择性较高。
(5)由题知,平衡体系中含1ml C3H8、1ml CH4、1ml C2H4和3ml Ar,已知总压强为120 kPa,则,。
18.(2025·辽宁抚顺·三模)水煤气变换反应[ ]与甲烷重整反应均可制备,回答下列问题:
(1)温度为K时,在容积相等的甲、乙两恒容密闭容器中分别充入1ml和1ml,反应达到平衡后,测得反应放出27.4kJ的能量,此时的物质的量为ml,则 。
(2)反应为基元反应,其正、逆反应速率分别表示为、,其中、分别为正、逆反应的速率常数。则温度为K时, :若升高温度,则 (填“增大”“减小”或“不变”,下同)。 , 。
(3)利用甲烷作为原料制备氢气所涉及的反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
向1L刚性容器中充入1.0ml和1.9ml,平衡时甲烷的转化率及和的选择性随温度的变化如图所示,已知的选择性(各物质的量均为平衡时的量)。
①表示平衡转化率随温度变化的曲线为 (填“”“”或“”)。
②K下,平衡时,的体积分数为 (列计算式即可,下同);反应Ⅲ的物质的量分数平衡常数。 (是以各物质的物质的量分数代入平衡常数表达式所得到的平衡常数)。
【答案】(1)kJ·ml-1
(2) 4 增大 增大 减小
(3)
【详解】(1)起始,平衡时,则反应的物质的量为,放出27.4kJ能量,那么1ml反应放出热量,反应(放热反应为负)。
(2)平衡时,即,,由(1)知平衡时,,,容器容积相等,浓度比等于物质的量比,,所以;升高温度,正、逆反应速率常数、均增大(温度升高,分子运动加剧,活化分子百分数增加,反应速率加快,速率常数增大 );该反应,升高温度平衡逆向移动,K减小,又,所以减小
(3)的平衡转化率随温度升高而增大,且和的选择性之和为100%,故代表平衡转化率随温度变化的曲线;下,反应达到平衡时,的转化率为80%,和的选择性均为50%,故容器中和的物质的量均为0.4ml,的物质的量为0.2ml,设平衡时容器中的和的物质的量分别为a ml、b ml,根据氢原子和氧原子守恒分别列等式可得、,联立求解得a=2.8,b=0.7,故容器中气体的总物质的量为,的体积分数为,将各物质的物质的量分数代入反应Ⅲ的平衡常数表达式可得。
19.(2025·广西南宁·三模)1,3-丁二烯是石油化工的重要原料,采用CO2氧化1-丁烯脱氢生产1,3-丁二烯既可以实现1-丁烯高值转化,又可以实现的资源化利用。发生的反应如下:
反应I: ΔH1=akJ·ml-1
同时还发生以下副反应:
反应Ⅱ: ΔH2=bkJ·ml-1
反应Ⅲ: ΔH3=+46kJ·ml-1
已知:b>46
回答下列问题:
(1)a= kJ·ml-1(用含b的式子表示),反应I在 (填“高温”或“低温”)下能自发进行。
(2)反应I的平衡常数为K1,反应Ⅱ的平衡常数为K2,反应Ⅲ的平衡常数为K3。图1为lgK1、lgK2、lgK3与温度的关系曲线,图2为体积分数与温度的关系曲线。
①x= 。
②图2中,温度低于时,随温度升高增大的原因为 。
(3)600℃时,恒定总压0.10MPa,以起始物质的量均为1ml的1-丁烯、CO2投料,达平衡时,测得1-丁烯和CO2的转化率分别为80%、10%。则600℃时,反应Ⅱ的平衡常数Kp= (列出计算式)。
(4)电化学催化还原乙炔法条件温和,安全性高。在室温下,某团队以溶液为电解液,电催化还原乙炔制备1,3-丁二烯。写出生成1,3-丁二烯的电极反应式 。
(5)1,3-丁二烯与HBr发生加成反应分两步:第一步H+进攻1,3-丁二烯生成碳正离子();第二步Br-进攻碳正离子完成1,2-加成或1,4-加成。反应进程中的能量变化如图所示。
由阿伦尼乌斯公式推知,同一反应在不同温度(T)下,反应速率常数(k)与活化能(Ea)的关系如下:(其中R为常数)。其他条件不变的情况下,升高温度,更有利提高 (填“1,2-加成”或“1,4-加成”)的反应速率。
【答案】(1) b+46 高温
(2) 0 反应Ⅱ正向进行的程度大于反应Ⅲ
(3)
(4)
(5)1,4-加成
【详解】(1)反应I: =akJ·ml-1,根据盖斯定律,;反应I正向是熵增的反应,可自发,故需要高温能自发;
(2)根据的表达式,可知,则时,,则三者均等于0;反应Ⅱ生成,反应Ⅲ消耗,升温时,二者反应平衡均正向移动,增大说明反应Ⅱ正向进行的程度大于反应Ⅲ;
(3)由题给数据可建立如下三段式:,,由三段式数据可知,600℃时,反应Ⅱ的平衡常数Kp=;
(4)乙炔得电子被还原生成,电极反应为;
(5)由题中阿伦尼乌斯公式可知,升高相同的温度,活化能越大,速率常数k增大的越多,所以升高温度,对1,4加成产物的生成速率提高更有利;
20.(2025·北京东城·二模)将转化为碳酸二甲酯[]是资源化利用的重要研究方向。
【方法一】直接转化,反应的方程式为:
(1)可用蒸馏的方法从甲醇中分离出碳酸二甲酯,原因是 。
(2)和共同作为该反应的催化剂,其转化过程如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.……
写出Ⅳ的方程式: 。
(3)一定条件下,在高压釜中反应5小时,甲醇转化率与反应温度的关系如图所示。
甲醇转化率变化的原因可能是:
①低于130℃和高于130℃时,催化剂的活性均不佳;② 。
【方法二】电化学转化,装置如图如示。
(4)金电极连接电源 (填“正极”或“负极”)。
(5)下列关于电化学法合成碳酸二甲酯的说法正确的是 (填序号)。
a.电解过程中要不断搅拌,促进电极产物在Pd/C上发生反应
b.若CO逸出,则理论上溶液中的浓度会降低
c.若导线中通过2ml电子,最多生成2ml碳酸二甲酯
【答案】(1)二者热稳定性较高,沸点相差较大
(2)
(3)温度低于130℃时,温度越高反应越快;温度高于130℃时,反应达到限度,温度升高,平衡逆向移动
(4)负极
(5)ab
【详解】(1)蒸馏是利用混合物中各组分沸点不同进行分离的方法,碳酸二甲酯、甲醇沸点差异显著,并且热稳定性高,适合通过蒸馏分离。
(2)K2CO3和CH3I共同作为该反应的催化剂;反应中 未消耗,需与第Ⅲ步生成的 反应以完成催化循环,同时总反应中甲醇的物质的量为。根据电荷守恒和原子守恒,Ⅳ中甲醇、 与 反应生成 、等,所以方程式为:。
(3)温度低于时,温度越高反应越快,随温度升高甲醇转化率增大;同时根据勒夏特列原理,温度高于,反应达到限度,温度升高,会使放热反应的平衡向逆反应方向移动,导致甲醇转化率降低。
(4)分析该电解反应,金电极发生反应:,得到电子,作为电解池阴极;右侧电极发生反应:,失去电子,作为阳极。同时在溶液中发生反应:,生成碳酸二甲酯,所以金电极连接电源负极。
(5)a.搅拌可促进反应物接触,提高产物在Pd/C电极上的反应效率,a正确;
b.电解过程中,溶液中发生反应:,若逸出,该反应反应趋势减弱,溴离子浓度降低,b正确;
c.根据电极反应:,若转移电子,生成,再结合反应:,则最多生成碳酸二甲酯,c错误;
故选。
编号
过程
(a)
(b)
(c)
(d)
实验组
一
二
物质
环氧丙烷
物质
、
物质
焓
-394
-242
物质
0
0
0
-166
-235
-242
实验组别
实验1
实验2
实验3
实验4
实验5
温度/℃
1250
1300
1350
1350
1350
压强/Pa
2000
2000
2000
3000
4000
80
97
104
98
94
72
87
97
94
92
物质
CO2(g)
H2(g)
H2O(g)
CO(g)
)
-393.5
0
-241.8
-110.5
物质
S(g)
(g)
(g)
(g)
(g)
()
0
-296.8
-393.5
-241.8
-74.8
物质
物理性质
熔点为,不溶于水、稀无机酸、
熔点为、沸点为,溶于冷水、乙醇、稀盐酸
T/K
373
473
573
673
平衡常数
37.5K
24.3K
8.4K
K
共价键
键能
413
358
467
614
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