Question

按要求回答下列问题：

（1）常温下，将等浓度的Na₂S₂O₃溶液与硫酸溶液混合，2 min后溶液中明显出现浑浊，请写出相关反应的离子方程式：__________________________________________；若将此混合溶液置于50℃的水浴中，则出现浑浊的时间将__________ (填“增加”、“减少”或“不变”)。

（2）已知的电离平衡常数，向0.1mol/L溶液中滴加NaOH溶液至1:18，此时溶液PH=________。

（3）CO₂与CH₄经催化重整，制得合成气CO和H₂：

①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：

化学键	C—H	C=O	H—H	CO(CO)
键能/kJ·mol^−1	413	745	436	1075

则该反应的热化学反应方程式为：___________________________。分别在v L恒温密闭容器A（恒容）、B（恒压，容积可变）中，加入CH₄和CO₂各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是_______（填“A” 或“B ”）。

②按一定体积比加入CH₄和CO₂，在恒压下发生反应，温度对CO和H₂产率的影响如下图所示。此反应优选温度为900℃的原因是_________________________________。

（4）已知2CH₃OH(g) CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)在某温度下的平衡常数K = 4。此温度下，在密闭容器中加入CH₃OH，反应到20min时测得各组分的浓度如下：

物质	CH3OH	CH3OCH3	H2O
c / mol·L^-1	0．4	0．1	0．1

①此时，反应向___________ (填“左”或“右”)移动，才能达到平衡。

②从加入CH₃OH开始反应到20min时，CH₃OCH₃的生成速率为_____________。

③达到平衡后CH₃OH的浓度为_____________。

（5）制取聚乙二酸乙二酯的反应方程式_______________________________

（6）有一种耐热型树脂材料结构简式为,写出其合成单体除丙烯氰（CH₂=CHCN）,2-甲基苯乙烯外，还需要的单体名称是：__________。

（7）有机物R（C₆H₁₂O₂）与稀硫酸共热生成A和B，A能够发生银镜反应，B不能发生催化氧化反应，那么R的结构简式为_________。

（8）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换[CO(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+H₂(g)]的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用❉标注。

可知水煤气变换的ΔH________0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E_正=_________eV，写出该步骤的化学方程式_______________________。

（9）某有机物A由C、H、O三种元素组成,相对分子质量为90  .将9.0gA完全燃烧的产物依次通过足量的浓硫酸和碱石灰,分别增重5.4g和13.2g，A能与NaHCO₃溶液反应,且2分子A之间脱水可生成八元环化合物.则A在一定条件下发生缩聚反应的产物的结构简式是:_________________________

（10）已知：(R表示烃基，R₁、R₂表示烃基或氢原子)。设计以为原料制备的合成路线(提供CH₃MgBr及需要的无机试剂)_______________________________________________________________。

Answer

S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O 减少 6 CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH=+120kJ·mol-1 B 900℃时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，但能耗升高，经济效益降低 右 0.005mol/(L•min) 0.12mol/L nHOOCCOOH+nHOCH2CH2OH+（2n-1）H2O 2-甲基-1，3-丁二烯或异戊二烯 HCOOC(CH3)2CH2CH3 小于 2.02 COOH*+H*+H2O*=COOH*+2H*+OH*（或H2O*=H*+OH*）

【解析】

（1）S2O32-在酸性条件下发生歧化反应生成硫单质和二氧化硫气体；升高温度，反应速率加快。

（2）根据 计算。

（3）①根据焓变=反应物的总键能-生成物的总键能计算反应热；正反应气体物质的量增大，恒容容器与恒压容器比，相当于加压；

②900℃时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大。

（4）①根据Q、K的关系判断反应方向；

②根据计算速率；

③利用“三段式”计算平衡后CH3OH的浓度。

（8）根据图示，CO(g)和H2O(g)的能量大于CO2(g)和H2(g)；根据图示判断正反应活化能的最大值。

（1）S2O32-在酸性条件下发生歧化反应生成硫单质和二氧化硫气体，将等浓度的Na2S2O3溶液与硫酸溶液混合，反应的离子方程式是S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O；升高温度，反应速率加快，若将此混合溶液置于50℃的水浴中，则出现浑浊的时间将减少。

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

（3）①焓变=反应物的总键能-生成物的总键能，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) 正反应气体物质的量增大，A容器内气体压强增大，压强A＞B，增大压强平衡逆向移动，由于正反应为吸热反应，所以两容器中反应达平衡后吸收的热量较多的是B；

②900℃时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，但能耗升高，经济效益降低，所以此反应优选温度为900℃。

（4）①Q= ，所以反应向右进行；

②由表中数据可知，从加入CH3OH开始反应到20min时，CH3OCH3的变化量为0.1mol/L，所以，=0.005mol/(L•min) ；

③

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)

开始 0.4 0.1 0.1

转化 2x x x

平衡 0.4-2x 0.1+x 0.1+x

，x=0.14，所以达到平衡后CH3OH的浓度为0.4+0.28=0.12 mol/L。

（5）乙二酸、乙二醇在浓硫酸作用下发生缩聚反应生成聚乙二酸乙二酯和水，反应的反应方程式为nHOOCCOOH+nHOCH2CH2OH +（2n-1）H2O。

（6）为加聚反应的产物，合成的单体有丙烯氰（CH2=CHCN）、2-甲基-1，3-丁二烯()、2-甲基苯乙烯()，还需要的单体名称是2-甲基-1，3-丁二烯。

（7）C6H12O2与稀硫酸共热生成A和B，说明C6H12O2是饱和一元酯，酸性条件下水解为酸和醇，A能够发生银镜反应，说明A是甲酸，B不能发生催化氧化反应，说明该醇 的α-C上没有H原子，B的结构简式是HOC(CH3)2CH2CH3，所以有机物R的结构简式是HCOOC(CH3)2CH2CH3。

（8）根据图示，CO(g)和H2O(g)的能量大于CO2(g)和H2(g)，所以水煤气变换的ΔH小于0；根据图示，正反应活化能的最大值为1.86-(-0.16)=2.02 eV；该历程为COOH*+H*+H2O*生成COOH*+2H*+OH*，反应方程式是COOH*+H*+H2O*=COOH*+2H*+OH*。

（9）n(A)=0.1mol；燃烧后产生的各物质的物质的量是：n(H2O)= 5.4 g÷18g/mol=0.3mol，n(CO2)= 13.2 g÷44g/mol=0.3mol，则一个分子中含有3个C和6个H，因此，其中的O原子数为（90-12×3-1×6）÷16=3，因此该物质的分子式是C3H6O3；A能与NaHCO3溶液反应，且2分子A之间脱水可生成八元环化合物，说明A分子中含有羧基、羟基，A的结构简式是HOCH2CH2COOH，则A在一定条件下发生缩聚反应的产物的结构简式是。

（10）与氢气发生加成反应生成；发生催化氧化生成；由题中信息可知，与CH3MgBr反应生成；在浓硫酸作用下发生消去反应生成。因此，合成路线可以设计为：。