【題目】丙烯是一種重要的化工原料?捎杀榇呋摎渲苽。
主反應:①C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) ΔH1
副反應:②C3H8(g)=C2H4(g)+CH4(g)
③C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g)
④C3H8(g)+H2(g)=C2H6(g)+CH4(g)
回答下列問題:
(1)已知:C3H8(g)+O2(g)=C3H6(g)+H2O(g) ΔH2=-117kJ/mol
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH3=-242kJ/mol。反應①的ΔH1=___。
(2)某溫度下,在體積不變的密閉容器內(nèi)發(fā)生反應①,起始總壓強為105Pa,平衡時總壓增加了20%。則C3H8的轉(zhuǎn)化率為___;該反應的平衡常數(shù)Kp=___Pa。若提高C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有___(填標號)。
A.增大C3H8的濃度
B.提高溫度
C.恒容下通入惰性氣體
D.使用高效催化劑
(3)工業(yè)生產(chǎn)中常采用恒壓下充入高溫水蒸氣的條件。如圖表示常壓下反應①C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及水烴比(M)的關系,M2___5(填“>”或“<”)。
(4)已知高溫下C-C鍵斷裂反應比C-H鍵斷裂的脫氫反應容易發(fā)生,這將導致丙烯選擇性降低;同時高溫加劇催化劑表面積炭,導致催化劑迅速失活。在生產(chǎn)中充入CO2的作用之一是利于催化劑活性保持,其原因是___。反應氣中的配比對催化劑活性的影響如表所示。其中C3H6收率最高時的配比是___。
【答案】+125kJ/mol 20% 5000 B > C+CO2=2CO有利于消除積炭 1:2.4
【解析】
反應C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)可由C3H8(g)+O2(g)=C3H6(g)+H2O(g)與H2(g)+O2(g)=H2O(g)相減得到;反應①反應前后氣體分子數(shù)增加的吸熱反應;恒壓下充入高溫水蒸氣,容器的體積增大,相當于減小壓強,壓強減小,平衡向氣體分子數(shù)增加的方向移動。
(1)根據(jù)蓋斯定律,反應①的ΔH1=ΔH2-ΔH3=-117kJ/mol+242kJ/mol=+125kJ/mol。
(2)根據(jù)反應方程式,反應后增加的壓強與反應生成的C3H6、H2的壓強及反應了的C3H8的壓強相等,故C3H8的轉(zhuǎn)化率為20%;平衡時C3H6、H2壓強為20%105 Pa =2104 Pa,平衡時C3H8的壓強為105Pa-20%105 Pa=8104 Pa,則平衡常數(shù)Kp=;要提高C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率,則平衡正向移動,該反應為吸熱反應,則提高溫度,C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率增大;增大C3H8的濃度平衡雖正向移動但C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率減小,故答案選B。
(3) 恒壓下充入高溫水蒸氣,容器的體積增大,平衡正向移動,則溫度一定時,水烴比越大,C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率越高,故M2>5。
(4)高溫會加劇催化劑表面積炭,導致催化劑迅速失活,加入CO2發(fā)生反應C+CO2=2CO,有利于消除積炭,保持催化劑活性;由表格數(shù)據(jù)可知,的配比是1:2.4,C3H6的選擇性大,C3H8轉(zhuǎn)化率高,則C3H6收率最高。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某實驗小組同學對影響 CuSO4 溶液和濃氨水反應產(chǎn)物的因素進行了如下探究。
(查閱資料)
①Cu(OH)2(s) Cu2+ + 2OH- Ksp = 2.2×10-20; Cu2+ + 4NH3 K = 4.8×10-14
②Cu(NH3)4SO4·H2O 是一種易溶于水、難溶于乙醇的深藍色固體, 加熱分解有氨氣放出。Cu(NH3)4SO4·H2O 在乙醇-水混合溶劑中的溶解度如下圖所示。
(實驗 1)CuSO4 溶液和濃氨水的反應。
序號 | 實驗內(nèi)容 | 實驗現(xiàn)象 |
1-1 | 向 2 mL 0.1 mol/L CuSO4(pH=3.2)中逐滴加入 2 mL 1 mol/L 氨水 | 立即出現(xiàn)淺藍色沉淀,溶液變無色; 隨后沉淀逐漸溶解,溶液變?yōu)樗{色;最終得到澄清透明的深藍色溶液 A |
1-2 | 向 2 mL 1 mol/L 氨水中逐滴加入 2 mL 0.1 mol/L CuSO4(pH=3.2) | 始終為澄清透明的深藍色溶液 B |
(1)進一步實驗證明,深藍色溶液 A、B 中均含有,相應的實驗方案為______________________(寫出實驗操作及現(xiàn)象)。
(實驗 2)探究影響 CuSO4 溶液和濃氨水反應產(chǎn)物的因素。
序號 | 實驗內(nèi)容 | 實驗現(xiàn)象 |
2-1 | 向?qū)嶒?/span> 1-2 所得深藍色溶液 B 中繼續(xù)加入 2 mL 0.1 mol/L CuSO4(pH=3.2) | 有淺藍色沉淀生成,溶液顏色變淺 |
2-2 | 向?qū)嶒?/span> 1-2 所得深藍色溶液 B 中繼續(xù)加入 1 mol/L NaOH | 有淺藍色沉淀生成,上層清液接近無色 |
2-3 | 向 2 mL 0.1 mol/L 氨水中逐滴加入2 mL 0.1 mol/L CuSO4(pH=3.2) | 有淺藍色沉淀生成,上層清液接近無色 |
(2)依據(jù)實驗 2-1,甲同學認為 Cu2+濃度是影響 CuSO4 溶液和濃氨水反應產(chǎn)物的因素之一。乙同學認為實驗 2-1 沒有排除硫酸銅溶液呈酸性的干擾,并設計了如下對比實驗:
序號 | 實驗內(nèi)容 | 實驗現(xiàn)象 |
2-4 | 向?qū)嶒?/span> 1-2 所得深藍色溶液 B 中繼續(xù)加入 2 mL 試劑 a | 無明顯現(xiàn)象 |
①用化學用語表示硫酸銅溶液呈酸性的原因:___________________________。
②試劑 a 為 ___________________________。
(3)利用平衡移動原理對實驗 2-2 的現(xiàn)象進行解釋:____________________________。
(4)實驗 2-3 的目的是__________________________。
(5)綜合上述實驗可以推測, 影響 CuSO4 溶液和濃氨水反應產(chǎn)物的因素有________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】工業(yè)上通常利用SiO2 和碳反應來制取硅,寫出反應的化學方程式___________________。
工業(yè)上還可以利用鎂制取硅,反應為2Mg+SiO2 = 2MgO+Si,同時會發(fā)生副反應:2Mg + Si = Mg2Si。如圖是進行Mg與SiO2反應的實驗裝置,試回答下列問題:
(1)由于O2和H2O(g)的存在對該實驗有較大影響,實驗中應通入氣體X作為保護氣,試管中的固體藥品可選用________(填序號)。
a.石灰石 b.鋅粒 c.純堿
(2)實驗開始時,必須先通一段時間X氣體,再加熱反應物,其理由是 ___________________________;當反應引發(fā)后,移走酒精燈,反應能繼續(xù)進行,其原因是______________________。
(3)反應結(jié)束后,待冷卻至常溫時,往反應后的混合物中加入稀鹽酸,可觀察到閃亮的火星,產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是副產(chǎn)物Mg2Si遇鹽酸迅速反應生成SiH4(硅烷)氣體,然后SiH4自燃.用化學方程式表示這兩個反應①________________________②___________________.
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述中正確的是( )
A.1L0.lmol/L的Na2SiO3溶液中含陰離子總數(shù)為0.1NA個
B.0.1mol的2H37Cl分子的中子數(shù)是2.1NA
C.7.8gNa2O2與足量水充分反應轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為0.2NA
D.1mol雄黃(As4S4),結(jié)構(gòu)如圖:,含有4NA個S-S鍵
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知水在25 ℃和95 ℃時的電離平衡曲線如圖所示:
(1)25 ℃時水的電離平衡曲線應為__________ (填“A”或“B”)。
(2)95 ℃時水的離子積Kw=__________。
(3)25 ℃時,將pH=9的NaOH溶液與pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,則NaOH溶液與H2SO4溶液的體積比為_____。
(4)95 ℃時,若100 mL pH1=a的某強酸溶液與1 mL pH2=b的某強堿溶液混合后,所得溶液呈中性,則混合前,該強酸的pH1與強堿的pH2之間應滿足的關系是____________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】第四周期某些過渡元素在工業(yè)生產(chǎn)中有著極其重要的作用。
(1)鉻是最硬的金屬單質(zhì),被稱為“不銹鋼的添加劑”。寫出Cr在周期表中的位置___;其原子核外電子排布的最高能層符號為___。
(2)在1molCrO5(其中Cr為+6價)中,含有過氧鍵的數(shù)目為__。
(3)釩(23V)廣泛用于催化及鋼鐵工業(yè),被稱之為“工業(yè)的味精”。寫出釩原子價電子排布圖___;V2O5常用作SO2轉(zhuǎn)化為SO3的催化劑。SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖所示,該結(jié)構(gòu)中S原子的雜化軌道類型為___。
(4)Ni是一種優(yōu)良的有機反應催化劑,Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4,其中配原子是____。(填元素符號)
(5)鈦稱之為21世紀金屬,具有一定的生物功能。鈣鈦礦(CaTiO3)晶體是工業(yè)獲取鈦的重要原料。CaTiO3晶胞如圖,邊長為a=0.266nm,晶胞中Ti、Ca、O分別處于頂角、體心、面心位置。Ti與O間的最短距離為___nm,與Ti緊鄰的O個數(shù)為___。
(6)在CaTiO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中,Ca處于各頂角位置,則Ti處于___位置,O處于___位置。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在以下各種情形下,下列電離方程式的書寫正確的是
A.熔融狀態(tài)下的NaHSO4電離:NaHSO4=Na++H++SO42-
B.H2CO3的電離:H2CO32H++CO32-
C.Fe(OH)3的電離:Fe(OH)3Fe3++3OH-
D.水溶液中的NaHSO4電離:NaHSO4=Na++HSO4-
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】I.貯氫合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4等有機化工產(chǎn)品的反應。溫度為TK時發(fā)生以下反應:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890 kJ·mol-1
(1)溫度為TK時,催化由CO、H2合成CH4反應的熱化學方程式為___________。
(2)已知溫度為TK時CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) △H=+165 kJ·mol-1的活化能為485.2kJ/mol,則其逆反應的活化能為________kJ/mol。
II.對于反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41 kJ·mol-1進行以下研究:
(3)TK時,向一恒壓密閉容器中充入等物質(zhì)的量的CO(g)和H2O(g)發(fā)生上述反應,測得CO(g)物質(zhì)的量分數(shù)隨時間變化如下表所示:
時間/min | 0 | 2 | 5 | 6 | 9 | 10 |
x(CO) | 0.5 | 0.25 | 0.1 | 0.1 | 0.05 | 0.05 |
若初始投入CO為2 mol,恒壓容器容積10 L,用H2O(g)表示該反應0~5分鐘內(nèi)的速率υ(H2O(g)=_____,6分鐘時,僅改變一種條件破壞了平衡,則改變的外界條件為___________。
(4)已知700K時,在恒容密閉容器中,充入等物質(zhì)的量的CO和H2O(g),發(fā)生上述反應,平衡CO體積分數(shù)為,則反應的平衡常數(shù)K=______。
(5)在400K、500K時進行上述反應,其中CO和H2的分壓隨時間變化關系如右圖所示,催化劑為氧化鐵。實驗初始時體系中的p(H2O)和p(CO)相等、p(CO2)和p(H2)相等。
400K時p(H2)隨時間變化關系的曲線是______,500K時p(CO)隨時間變化關系的曲線是_______。(填字母序號)
III.在催化劑的作用下發(fā)生反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),是合成甲醇的一種方法。
(6)某溫度下,將2 mol CO與5 mol H2的混合氣體充入容積為2 L的密閉容器中,在催化劑的作用下發(fā)生反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。經(jīng)過5 min后,反應達到平衡,此時轉(zhuǎn)移電子6 mol。若保持體積不變,再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH,此時υ(正)_______υ(逆)(填“>”“<”或“=”)。下列不能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是___________。
a.CH3OH的質(zhì)量不變 b.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變 c.υ(逆)(CO)=2υ(正)(H2) d.混合氣體的密度不再發(fā)生改變
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】按以下步驟可從某烴A合成一種染料中間體DSD酸。(試劑和條件已略去)
A BCD
已知:
①B的結(jié)構(gòu)簡式為
②
③(-NH2易被NaClO氧化)
④2
請回答下列問題
(1)A的結(jié)構(gòu)簡式_____________________________________;
(2)C的結(jié)構(gòu)簡式_____________________________________;
(3)D的結(jié)構(gòu)簡式_____________________________________。
(4)A到B的反應方程式為_____________________________________
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