Question

【题目】环氧乙烷()、环氧丙烷()都是重要的化工原料且用途广泛。回答下列问题：

（1）已知：

①

②2

③ _____

（2）某温度下，物质的量均为1mol的CH2＝CH2和O2在0.5L的刚性容器内发生反应③，5min后反应达到平衡，气体总压减少了20％。

①平衡时CH2＝CH2(g)的转化率为____，达到平衡后，欲增加CH2＝CH2(g)的平衡转化率，可采取的措施是____(填一条措施即可)。

②0～5min内，环氧乙烷的生成速率为____。

③该反应的平衡常数K_____(精确到0.01)。

④当进料气CH2＝CH2和O2的物质的量不变时，T1℃时达到反应平衡，请在图1中画出温度由T1℃变化到T2℃的过程中乙烯的转化率与温度的关系____。

（3）将丙烯与饱和食盐水的电解产物反应，转化为氯丙醇[CH3CH(OH)CH2Cl][已知：CH3CH＝CH2＋H2O＋Cl2→CH3CH(OH)CH2Cl＋HCl]，氯丙醇进一步反应生成环氧丙烷，其电解简易装置如图2所示。

①a电极上的电极反应式为______。

②b电极区域生成环氧丙烷的化学方程式为______。

Answer 1

【答案】-212 80% 降低温度或增加氧气的浓度等 0.32mol/(L·min) 13.33 或 2Cl-―2e－＝Cl2↑ CH3CH(OH)CH2Cl+NaOH→+NaCl+H2O

【解析】

(1)根据盖斯定律分析解答；

(2)根据三段式结合气体总压减少了20％，分析计算出反应的氧气的物质的量，再分析解答；

(3)①根据图示a电极区丙烯与饱和食盐水的电解产物反应，转化为氯丙醇分析解答；②b电极区域氯丙醇[CH3CH(OH)CH2Cl]与氢氧化钠反应生成环氧丙烷，据此书写反应的方程式。

(1)①，②2 ，根据盖斯定律，将①×2-②得： 2×()-()=-212，故答案为：-212；

(2)设反应的氧气的物质的量为x，则

起始(mol) 1 1 0

反应(mol) 2x x 2x

平衡(mol) 1-2x 1-x 2x

5min后反应达到平衡，气体总压减少了20％，则气体的物质的量减少20%，=20%，解得：x=0.4mol。

①平衡时CH2＝CH2(g)的转化率为×100%=80%；该反应为气体物质的量减小的放热反应，达到平衡后，欲增加CH2＝CH2(g)的平衡转化率，可采取的措施有降低温度或增加氧气的浓度等，故答案为：80%；降低温度或增加氧气的浓度等；

②0～5min内，环氧乙烷的生成速率为=0.32mol/(L·min)，故答案为：0.32mol/(L·min)；

③该反应的平衡常数K==13.33，故答案为：13.33；

④反应达到平衡后，温度再升高，平衡逆向移动，乙烯的转化率下降，则乙烯的转化率与温度的关系曲线为或，故答案为：或；

(3)①根据CH3CH＝CH2＋H2O＋Cl2→CH3CH(OH)CH2Cl＋HCl，及a电极区丙烯与饱和食盐水的电解产物反应，转化为氯丙醇，说明a电极区生成了氯气，则a电极为阳极，电极反应式为2Cl-―2e－＝Cl2↑，故答案为：2Cl-―2e－＝Cl2↑；

②b电极区域氯丙醇[CH3CH(OH)CH2Cl]与氢氧化钠反应生成环氧丙烷的化学方程式为CH3CH(OH)CH2Cl+NaOH→+NaCl+H2O，故答案为：CH3CH(OH)CH2Cl+NaOH→+NaCl+H2O。