【題目】丙烷脫氫是工業(yè)生產(chǎn)丙烯的重要途徑,其熱化學(xué)方程式為:C3H8(g) C3H6(g)+H2(g) ΔH。請(qǐng)回答下列相關(guān)問題。

(1)下表為部分鍵能數(shù)據(jù),據(jù)此可算出H=_________kJ/mol。

化學(xué)鍵

C—C

C=C

C—H

H—H

鍵能(kJ/mol

332

611

414

436

(2)一定溫度下,向2L的密閉容器中充入2molC3H8發(fā)生脫氫反應(yīng),經(jīng)過(guò)10min達(dá)到平衡狀態(tài),測(cè)得平衡時(shí)氣體壓強(qiáng)是開始的1.4倍。

010 min內(nèi)氫氣的生成速率v(H2)=__________,C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率為_________

②下列情況能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________。

A.混合氣體的平均分子量保持不變

B. C3H6H2的物質(zhì)的量之比保持不變

C.混合氣體的密度保持不變

D. C3H8的分解速率與C3H6的消耗速率相等

3)脫氫反應(yīng)分別在壓強(qiáng)為p1p2時(shí)發(fā)生,丙烷及丙烯的平衡物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化如圖所示。

①壓強(qiáng):p1______p2(“>”“<”)。

②為了同時(shí)提高反應(yīng)速率和反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是__________

③若p1=0.1 MPa,起始時(shí)充入丙烷發(fā)生反應(yīng),則Q點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp_____(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))

④在恒溫、恒壓的密閉容器中充入丙烷和氬氣發(fā)生脫氫反應(yīng),起始n(氬氣)/n(丙烷)越大,丙烷的平衡轉(zhuǎn)化率越大,其原因是___________________。

【答案】+113 0.04 mol(L·min) 40% AD 升高溫度 0.0125MPa(單位可不帶) 恒壓條件下,增大氬氣的比例,相當(dāng)于減壓,從而使平衡正向移動(dòng),提高了丙烷的平衡轉(zhuǎn)化率

【解析】

(1)根據(jù)反應(yīng)熱H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能列式計(jì)算;

(2)一定溫度下,向2L的密閉容器中充入2molC3H8發(fā)生脫氧反應(yīng),經(jīng)過(guò)10min達(dá)到平衡狀態(tài),測(cè)得平衡時(shí)氣體壓強(qiáng)是開始的1.4倍,則反應(yīng)后氣體總物質(zhì)的量=×2mol =2.8mol。然后根據(jù)三段式列式計(jì)算出反應(yīng)過(guò)程中各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量和平衡量,再分析解答;

(3)①根據(jù)圖像和反應(yīng)的方程式可知,隨溫度升高,丙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增加,丙烷的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減少,說(shuō)明升溫平衡正向進(jìn)行;溫度一定時(shí),p2壓強(qiáng)下丙烯物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)大于p1狀態(tài),據(jù)此分析解答;

②根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率和平衡轉(zhuǎn)化率的方法分析判斷;

③根據(jù)圖像可知,丙烷在Q點(diǎn)物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為50%,根據(jù)三段式列式計(jì)算出反應(yīng)過(guò)程中各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量和平衡量,平衡常數(shù)Kp計(jì)算;

④該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增加的反應(yīng),隨著氬氣比例的增加,降低了反應(yīng)體系各氣體的分壓,相當(dāng)于減壓,結(jié)合平衡移動(dòng)的方向分析解答。

(1)反應(yīng)熱H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能=(2×332+8×414)-(6×414+332+611+436) kJ/mol =+113 kJ/mol,故答案為:+113

(2)一定溫度下,向2L的密閉容器中充入2molC3H8發(fā)生脫氧反應(yīng),經(jīng)過(guò)10min達(dá)到平衡狀態(tài),測(cè)得平衡時(shí)氣體壓強(qiáng)是開始的1.4倍,則反應(yīng)后氣體總物質(zhì)的量=×2mol =2.8mol。

①設(shè)生成的丙烯物質(zhì)的量為xmol,

可逆反應(yīng)C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)

開始(mol) 2 0 0

反應(yīng)(mol) x x x

平衡(mol) 2-x x x

反應(yīng)后氣體總物質(zhì)的量=(2-x+x+x)mol=2.8mol,x=0.8010min內(nèi)氫氣的生成速率v(H2)===0.04mol/(L·min);C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率=×100%=×100%=40%,故答案為:0.04mol/(L·min);40%;

A. 反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變,氣體的物質(zhì)的量逐漸增大,因此混合氣體的平均分子量是一個(gè)變量,當(dāng)混合氣體的平均分子量保持不變,說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故A正確;

B. 根據(jù)方程式C3H6H2的物質(zhì)的量之比始終保持不變,不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故B錯(cuò)誤;

C.反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變、容器體積不變,則氣體密度始終保持不變,不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài),故C錯(cuò)誤;

DC3H8分解速率與C3H6消耗速率相等,C3H6也等于的生成速率,正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故D正確;

答案選AD;

(3)①根據(jù)圖像,隨溫度升高,丙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增加,丙烷的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減少,說(shuō)明升溫平衡正向進(jìn)行,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),反應(yīng)的H0C3H8(g)C3H6(g)+H2(g),溫度一定時(shí),壓強(qiáng)越大,平衡逆向進(jìn)行,p2壓強(qiáng)下丙烯物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)大于p1狀態(tài),說(shuō)明p1p2,平衡正向進(jìn)行,故答案為:>;

②增大化學(xué)反應(yīng)速率的方法有:增大濃度、升高溫度、加入催化劑、增大壓強(qiáng)等,增大轉(zhuǎn)化率的方法有:減小壓強(qiáng)、升高溫度、減小生成物濃度等,所以要增大反應(yīng)速率和增大轉(zhuǎn)化率需要改變的條件是升高溫度,故答案為:升高溫度;

③設(shè)丙烷物質(zhì)的量為1mol,消耗物質(zhì)的量為ymol,根據(jù)圖像可知,丙烷在Q點(diǎn)物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為50%,

C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)

起始量(mol) 1 0 0

變化量(mol) y y y

平衡量(mol) 1-y yy

=50%,y=,總物質(zhì)的量=1+y=mol,平衡常數(shù)Kp=0.0125MPa,故答案為:0.0125MPa;

④該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增加的反應(yīng),隨著氬氣比例的增加,降低了反應(yīng)體系各氣體的分壓,相當(dāng)于減壓,減小壓強(qiáng),平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng),從而提高丙烷脫氫轉(zhuǎn)化率,故答案為:恒壓條件下,增大氬氣的比例,相當(dāng)于減壓,從而使平衡正向移動(dòng),提高了丙烷的平衡轉(zhuǎn)化率。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】有機(jī)化合物環(huán)丙叉環(huán)丙烷結(jié)構(gòu)示意圖為,下列關(guān)于該化合物的說(shuō)法正確的是

A. 與環(huán)己烯互為同分異構(gòu)體B. 其二氯代物只有三種

C. 所有的碳原子均在一個(gè)平面內(nèi)D. 生成1molC6H14至少需要2molH2

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下圖表示一些晶體中的某些結(jié)構(gòu),請(qǐng)回答下列問題:

(1)代表金剛石的是(填編號(hào)字母,下同)________,其中每個(gè)碳原子與________個(gè)碳原子最近且距離相等。金剛石屬于________晶體。

(2)代表石墨的是________,每個(gè)正六邊形占有的碳原子數(shù)平均為________個(gè)。

(3)代表NaCl的是________,每個(gè)Na周圍與它最近且距離相等的Na________個(gè)。

(4)代表CsCl的是________,它屬于________晶體,每個(gè)Cs________個(gè)Cl緊鄰。

(5)代表干冰的是________,它屬于________晶體,每個(gè)CO2分子與________個(gè)CO2分子緊鄰。

(6)已知石墨中碳碳鍵的鍵長(zhǎng)比金剛石中碳碳鍵的鍵長(zhǎng)短,則上述五種物質(zhì)熔點(diǎn)由高到低的排列順序?yàn)?/span>______________

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】磷化氫(PH3)是一種劇毒氣體,是最常用的高效熏蒸殺蟲劑,也是一種電子工業(yè)原料。

(1)PH3的電子式為______________。

(2)在密閉糧倉(cāng)放置的磷化鋁(AlP)片劑,遇水蒸氣放出PH3氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:_____。

(3)PH3的一種工業(yè)制法涉及的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示:

①次磷酸屬于____元酸,亞磷酸屬于____元酸;

②當(dāng)反應(yīng)I生成的n(NaH2PO2):n(Na2HPO3) =3:1時(shí),參加反應(yīng)的n(P4):n(NaOH)= ____。

(4)一種用于處理PH3廢氣的吸收劑成分為次氯酸鈣80%、鋸木屑(疏松劑)15%、活性炭 2.5%、滑石粉(防結(jié)塊)2.5%。

①次氯酸鈣將PH3氧化為H3PO4的化學(xué)方程式為_______________________________;

②空氣中的水蒸氣可加快PH3的氧化過(guò)程,其原因可能是_______________________。

(5)從(4)中的吸收殘留物中回收磷酸氫鈣(CaHPO4)的方法如下:

①試劑x為_________填化學(xué)式);

②已知25℃時(shí),H3 PO4的Kal=7.5×10-3、Ka2=6.3×10-8、Ka3 =4.4×10-13。加入Y時(shí),應(yīng)控制懸濁液pH____7(填“>”、“=”或“<”),通過(guò)計(jì)算說(shuō)明理由:________________________________

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】硅是重要的半導(dǎo)體材料,構(gòu)成了現(xiàn)代電子工業(yè)的基礎(chǔ);卮鹣铝袉栴}:

(1)基態(tài)Si原子中,電子占據(jù)的最高能層符號(hào)________________ ,該能層具有的原子軌道數(shù)為________________、電子數(shù)為________________。

(2)硅主要以硅酸鹽、________________等化合物的形式存在于地殼中。

(3)單質(zhì)硅存在與金剛石結(jié)構(gòu)類似的晶體,其中原子與原子之間以________________相結(jié)合,其晶胞中共有8個(gè)原子,其中在面心位置貢獻(xiàn)________________個(gè)原子。

(4)單質(zhì)硅可通過(guò)甲硅烷(SiH4) 分解反應(yīng)來(lái)制備。工業(yè)上采用Mg2SiNH4Cl在液氨介質(zhì)中反應(yīng)制得SiH4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。

(5)碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下所示,簡(jiǎn)要分析和解釋下列有關(guān)事實(shí):

硅與碳同族,也有系列氫化物,但硅烷在種類和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多,原因是___________。SiH4的穩(wěn)定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是 ________________。

(6)在硅酸鹽中,SiO44+四面體(如下圖(a))通過(guò)共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀四大類結(jié)構(gòu)型式。圖(b)為一種無(wú)限長(zhǎng)單鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根;其中Si原子的雜化形式為________________。SiO的原子數(shù)之比為 ________________ 化學(xué)式為________.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法或表示方法正確的是(

A. 等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體分別在氧氣中完全燃燒,后者放出的熱量多

B. C(石墨)=C(金剛石) ΔH= +11.9 kJ/mol,可知金剛石比石墨穩(wěn)定

C. 水力(水能)按不同的分類可看成可再生能源和一級(jí)能源

D. 表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH= -241.8 kJ/mol

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列電離方程式中,正確的是

A. CH3COOH = CH3COO- + H+ B. NaOH = Na+ + OH-

C. KClO3K+ + ClO3- D. BaSO4 = Ba2+ + S2- +4O2-

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素,元素W是宇宙中最豐富的元素,元素X的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍,元素Z的基態(tài)原子核外電子有24種運(yùn)動(dòng)狀態(tài),Y、X、Z不在同一周期,且Y原子核外p電子比s電子多5個(gè)。

(1)Z基態(tài)原子的核外電子排布式為__________

(2)Z的氧化物是石油化工中重要的催化劑之一,如催化異丙苯()裂化生成苯和丙烯。

①1mol丙烯分子中含有σ鍵與π鍵數(shù)目之比為_______。

②苯分子中碳原子軌道的雜化類型為__________

③Z的一種氧化物ZO5中,Z的化合價(jià)為+6,則其中過(guò)氧鍵的數(shù)目為_______個(gè)。

(3)W、X、Y三種元素的電負(fù)性由小到大順序?yàn)?/span>__________。(請(qǐng)用元素符號(hào)回答)

(4)ZY3熔點(diǎn)為1152℃,熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ,?jù)此可判斷ZY3晶體屬于__________(填晶體類型)。

(5)ZX2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖,每個(gè)Z原子周圍最近的X 原子數(shù)目為__________。若該化合物的相對(duì)分子質(zhì)量為M,晶胞邊長(zhǎng)為acm,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則該晶體的密度為_________g/cm3。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】AG表示溶液酸度:。在室溫下,用 0.1molL-1NaOH溶液滴定20.00mL 0.1molL-1CH3 COOH溶液,滴定結(jié)果如圖所示。下列分析正確的是

A. 0.1molL-1CH3 COOH溶液的pH=3.4

B. A點(diǎn)加入的NaOH溶液的體積為20.00mL

C. 滴定過(guò)程中,c(CH3COO-)c(H+)逐漸減小

D. B點(diǎn)溶液中可能存在c(Na+)>c(CH3COO-)> c(OH-)>c(H+)

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案