【題目】乙烯是合成食品外包裝材料聚乙烯的單體,可以由丁烷裂解制備。

主反應(yīng):C4H10g,正丁烷)C2H4(g)+C2H6(g) ΔH1

副反應(yīng):C4H10g,正丁烷)CH4(g)+C3H6(g) ΔH2 回答下列問題:

(1)化學(xué)上,將穩(wěn)定單質(zhì)的能量定為0,生成穩(wěn)定化合物時的釋放或吸收能量叫生成熱,生成熱可表示該物質(zhì)相對能量。下表為25℃、101 kPa下幾種有機(jī)物的生成熱:

物質(zhì)

甲烷

乙烷

乙烯

丙烯

正丁烷

異丁烷

生成熱/kJ·mol1

75

85

52

20

125

132

①表格中的物質(zhì),最穩(wěn)定的是________________(填結(jié)構(gòu)簡式)。

②上述反應(yīng)中,ΔH1=____________kJ·mol1。

(2)一定溫度下,在恒容密閉容器中投入一定量正丁烷發(fā)生反應(yīng)生成乙烯。下列情況表明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________________(填代號)。

A.氣體密度保持不變 B保持不變

C.反應(yīng)熱不變 D.正丁烷分解速率和乙烷消耗速率相等

(3)向密閉容器中充入丁烷,在一定條件(濃度、催化劑及壓強(qiáng)等)下發(fā)生反應(yīng),測得乙烯產(chǎn)率與溫度關(guān)系如圖所示。溫度高于600℃時,

隨著溫度升高,乙烯產(chǎn)率降低,可能的原因是____________(填代號)。

A.平衡常數(shù)降低 B.活化能降低

C.催化劑活性降低 D.副產(chǎn)物增多

(4)在一定溫度下向1 L恒容密閉容器中充入2 mol正丁烷,反應(yīng)生成乙烯和乙烷,經(jīng)過10 min 達(dá)到平衡狀態(tài),測得平衡時氣體壓強(qiáng)是原來的1.75倍。

010 min內(nèi)乙烷的生成速率v(C2H6)___________mol·L1·min1

②上述條件下,正丁烷的平衡轉(zhuǎn)化率為_____________;該反應(yīng)的平衡常數(shù)K____。

(5)丁烷空氣燃料電池以熔融的K2CO3(其中不含O2HCO3-)為電解質(zhì),以具有催化作用和導(dǎo)電性能的稀土金屬材料為電極。該燃料電池的正極反應(yīng)式為26CO2+13O2+52e=6CO32-,負(fù)極反應(yīng)式為____________________。

【答案】CH32 CH CH3 +92 BD CD 0.15 75 4.5 C4H10+13 CO32-26 e=17 CO2+5H2O

【解析】

1)①能量越低越穩(wěn)定,即由穩(wěn)定單質(zhì)生成穩(wěn)定化合物時放出釋放的能量越大越穩(wěn)定;

②反應(yīng)方程式中焓變=生成物的生成熱-反應(yīng)物的生成熱;

2)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不變;

3)催化劑活性受溫度影響,有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中副反應(yīng)較多;

4)恒溫恒容條件下,氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比,經(jīng)過10min 達(dá)到平衡狀態(tài),測得平衡時氣體壓強(qiáng)是原來的1.75 倍,說明平衡后氣體總物質(zhì)的量是原來的1.75倍,混合氣體物質(zhì)的量=2mol×1.75=3.5mol,增加的物質(zhì)的量相當(dāng)于生成的nC2H4=nC2H6=3.5-2mol=1.5mol,剩余的nC4H10=2-1.5mol=0.5mol,平衡時cC2H4=cC2H6= =1.5mol/LcC4H10==0.5mol/L

①反應(yīng)速率,據(jù)此計算;

②轉(zhuǎn)化率為已反應(yīng)的正丁烷占總正丁烷的物質(zhì)的量的百分比;平衡常數(shù) ;

5)負(fù)極上丁烷失電子發(fā)生氧化反應(yīng)。

:(1)①能量越低越穩(wěn)定,即由穩(wěn)定單質(zhì)生成穩(wěn)定化合物時放出釋放的能量越大越穩(wěn)定,由圖表可知異丁烷的生成熱最低,即生成異丁烷時釋放能量最大,異丁烷能量最低,最穩(wěn)定,異丁烷的結(jié)構(gòu)簡式為(CH32CHCH3,故答案為:(CH32CHCH3;
②反應(yīng)方程式中焓變=生成物的生成熱-反應(yīng)物的生成熱,所以該反應(yīng)的焓變=52-85+125kJ/mol=+92kJ/mol,故答案為:+92;

2A.反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變、容器體積不變,所以密度始終不變,不能根據(jù)密度判斷平衡狀態(tài),故A錯誤;

B保持不變時,各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不變,說明達(dá)到平衡狀態(tài),故B正確;

C.反應(yīng)熱與計量數(shù)成正比,與是否達(dá)到平衡狀態(tài)無關(guān),故C錯誤;

D.正丁烷分解速率和乙烷消耗速率相等,正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故D正確;故答案為:BD

3)催化劑活性受溫度影響,有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中副反應(yīng)較多,隨著溫度升高,乙烯產(chǎn)率降低,可能的原因是催化劑活性降低,副產(chǎn)物增多,選項CD符合題意,故答案為:CD

4)恒溫恒容條件下,氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比,經(jīng)過10min 達(dá)到平衡狀態(tài),測得平衡時氣體壓強(qiáng)是原來的1.75 倍,說明平衡后氣體總物質(zhì)的量是原來的1.75倍,混合氣體物質(zhì)的量=2mol×1.75=3.5mol,增加的物質(zhì)的量相當(dāng)于生成的nC2H4=nC2H6=3.5-2mol=1.5mol,剩余的nC4H10=2-1.5mol=0.5mol,平衡時cC2H4=cC2H6= =1.5mol/L,cC4H10==0.5mol/L

010min 內(nèi)乙烷的生成速率vC2H6=mol/Lmin=0.15mol/Lmin),故答案為:0.15;

②根據(jù)分析可知轉(zhuǎn)化的正丁烷為1.5mol,故其轉(zhuǎn)化率為:

該反應(yīng)的平衡常數(shù)K;故答案為:75%;4.5;

5)負(fù)極上丁烷失電子和碳酸根離子反應(yīng)生成二氧化碳和水, 故答案為:C4H10+13CO32--26e-=17CO2+5H2O

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某烴結(jié)構(gòu)式如下,有關(guān)其結(jié)構(gòu)說法正確的是( )

A.所有原子可能在同一平面上

B.在同一平面上的原子最多有14

C.在同一平面上的碳原子有6

D.在同一平面上碳原子可能有11

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】4molA氣體和2molB氣體在2L的容器中發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+B(g)2C(g)。若經(jīng)2s后測得C的濃度為0.6mol/L,現(xiàn)有下列幾種說法,其中正確的是

用物質(zhì)A表示的反應(yīng)的平均速率為0.3mol/(L.s)

用物質(zhì)B表示的反應(yīng)的平均速率為0.6mol/(L.s)

③2s時物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70%

④2s時物質(zhì)B的濃度為0.7mol/L

A.①③B.②④C.①④D.②③

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【題目】常溫下將NaOH溶液添加到某二元弱酸H2A溶液中,混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是(

A.Ka2H2A)的數(shù)量級為10-5B.NaHA溶液中c(H)c(OH)

C.曲線M表示pH 的變化關(guān)系D.當(dāng)混合溶液呈中性時:c (Na+) > c (HA) > c (A2)> c (OH)c (H+)

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【題目】H2S為二元弱酸。20℃時,向 0.100 mol·L1Na2S溶液中緩慢通入HCl氣體(忽略溶液體積的變化及H2S的揮發(fā))。下列指定溶液中微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系一定正確的是

A.pH=7的溶液中:c(Cl)c(HS)2c(H2S)

B.通入HCl氣體之前:c(S2)c(HS)c(OH)c(H+)

C.c(HS)=c(S2)的堿性溶液中:c(Cl)c(HS)0.100 mol·L1c(H2S)

D.c(Cl)=0.100 mol·L1的溶液中:c(OH)c(H)c(H2S)2c(S2)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某溫度時,Ag2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。請回答下列問題:

(1)A點表示Ag2SO4________(飽和不飽和”)溶液。

(2)B點對應(yīng)的Ksp________(“>”“<””)C點對應(yīng)的Ksp。

(3)現(xiàn)將足量的Ag2SO4分別放入:

A.溶液

B.蒸餾水

C.溶液

Ag2SO4的溶解程度由大到小的排列順序為________(填序號)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】取濃度均為0.1mol/L的NaA和NaB兩種鹽溶液各1L,分別通入0.02molCO2,發(fā)生反應(yīng):NaA+CO2+H2O=HA+NaHCO3、2NaB+CO2+H2O=2HB+Na2CO3。將濃度均為0.1mol/L、體積均為1L的HA溶液和HB溶液分別加水稀釋至體積為VL,溶液pH的變化曲線如圖所示,則下列說法正確的是

AHA是強(qiáng)酸,HB是弱酸

BX是HB,YHA

C常溫下,pH相等的NaA溶液與NaB溶液的物質(zhì)的量濃度:c(NaA)c(NaB)

D.NaA與NaB的混合溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(A)+c(B)+c(HA)+c(HB)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】為測定某溶液的濃度,取該溶液于錐形瓶中,加入適量稀后,用濃度為c標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。

(1)其反應(yīng)的離子方程式為______________________________

(2)滴定時,溶液應(yīng)裝在______酸式滴定管堿式滴定管中,達(dá)到滴定終點的現(xiàn)象為______

(3)若滴定時,沒用標(biāo)準(zhǔn)液洗滌滴定管,會使得草酸溶液的物質(zhì)的量濃度______偏高”“偏低”“無影響

(4)若滴定時,反應(yīng)前后的兩次讀數(shù)分別為ab,則實驗測得所配草酸溶液的物質(zhì)的量濃度為______

(5)在該溶液與KOH溶液反應(yīng)所得的溶液中,,下列關(guān)系正確的是______

A.

B.

C.

D.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知反應(yīng)

②稀溶液中,,

下列結(jié)論正確的是

A.碳的燃燒熱為

B.的能量比的能量高221kJ

C.1molNaOH溶液混合,產(chǎn)生熱量

D.稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1mol水,放出熱量

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