【題目】烯烴催化裂解是制備短鏈烯烴的重要途徑。研究表明,1-丁烯[CH3CH2CH=CH2(g)]催化裂解時(shí),發(fā)生兩個(gè)平行競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)生成丙烯和乙烯,兩反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:
①3CH3CH2CH=CH2(g)4CH3CH=CH2(g) △H=+579 kJ·mol-1
②CH3CH2CH=CH2(g)2CH2=CH2(g) △H=+283 kJ·mol-1
回答下列問(wèn)題:
(1)若1-丁烯的燃燒熱為2539 kJ·mol-1,則表示乙烯燃燒熱的熱化學(xué)方程式為____;1-丁烯轉(zhuǎn)化為丙烯反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為_____。
(2)有利于提高1-丁烯平衡轉(zhuǎn)化率的措施有_______。
(3)550℃和0.02~0.5 MPa下,①②兩個(gè)反應(yīng)均建立平衡,測(cè)得平衡混合物里各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化的曲線如下圖所示。由圖可知,1-丁烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)的增大而增大,主要原因是______。
(4)在1-丁烯裂解的實(shí)際生產(chǎn)中,為了提高產(chǎn)物中丙烯的含量,除了選擇合適的溫度和壓強(qiáng)之外,還有一條關(guān)鍵措施是_____。0.1 MPa和300~700℃下,1-丁烯裂解產(chǎn)物中各組分比例變化的曲線如下圖所示。由圖可知,生產(chǎn)過(guò)程中提高丙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的最佳溫度為___℃,在該溫度之前各溫度對(duì)應(yīng)的組成______(填“一定是”、“可能是”或“一定不是”)平衡態(tài),理由是____________。
【答案】CH2=CH2(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H= -1411kJ·mol-1 K= 升高溫度、減小壓強(qiáng) 其它條件不變時(shí),增大壓強(qiáng),CH3CH2CH=CH2催化裂解為丙烯或乙烯的平衡均逆向移動(dòng),CH3CH2CH=CH2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)增大 高選擇性的催化劑 450℃ 可能是 1-丁烯裂解為丙烯和乙烯的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng),升高溫度,兩個(gè)平衡均正向移動(dòng),導(dǎo)致丙烯和乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大
【解析】
(1)1-丁烯的燃燒熱為2539 kJ·mol-1,則其燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH3CH2CH=CH2(g)+ 6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(l)△H= -2539kJ·mol-1,結(jié)合蓋斯定律寫出乙烯燃燒熱的熱化學(xué)方程式;平衡常數(shù)等于生成物濃度冪的積與反應(yīng)物濃度冪的積之比;
(2)改變溫度、壓強(qiáng)、反應(yīng)物或生成物的濃度可促進(jìn)平衡正向移動(dòng),提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率;
(3)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后增大壓強(qiáng),平衡向氣體總物質(zhì)的量減小的方向移動(dòng);
(4)結(jié)合1-丁烯裂解過(guò)程中各裂解產(chǎn)物的含量與溫度變化的曲線分析即可。
(1)已知:②CH3CH2CH=CH2(g)2CH2=CH2(g)△H=+283 kJ·mol-1,③CH3CH2CH=CH2(g)+ 6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(l)△H= -2539kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律③ - ②可得CH2=CH2(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l),則△H=(-2539kJ·mol-1) -(+283 kJ·mol-1)=-1411kJ·mol-1,故乙烯燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH2=CH2(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H= -1411kJ·mol-1;已知3CH3CH2CH=CH2(g)4CH3CH=CH2(g),則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=;
(2)已知3CH3CH2CH=CH2(g)4CH3CH=CH2(g)△H=+579 kJ·mol-1,正反應(yīng)為吸熱、氣體總物質(zhì)的量增大的反應(yīng),則升高溫度或減小壓強(qiáng)可促進(jìn)平衡正向移動(dòng),有利于提高1-丁烯平衡轉(zhuǎn)化率;
(3)已知:①3CH3CH2CH=CH2(g)4CH3CH=CH2(g)△H=+579 kJ·mol-1,②CH3CH2CH=CH2(g)2CH2=CH2(g)△H=+283 kJ·mol-1,①②兩個(gè)反應(yīng)的逆反應(yīng)均為氣體總物質(zhì)的量減小的反應(yīng),則其它條件不變時(shí),增大壓強(qiáng),CH3CH2CH=CH2催化裂解為丙烯或乙烯的平衡均逆向移動(dòng),CH3CH2CH=CH2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)增大;
(4)已知:①3CH3CH2CH=CH2(g)4CH3CH=CH2(g)△H=+579 kJ·mol-1,②CH3CH2CH=CH2(g)2CH2=CH2(g)△H=+283 kJ·mol-1,則生產(chǎn)過(guò)程中除選擇合適的溫度和壓強(qiáng)之外,還需要選擇高選擇性的催化劑;由0.1 MPa和300~700℃下,1-丁烯裂解產(chǎn)物中各組分比例變化的曲線可知,生產(chǎn)過(guò)程中提高丙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的最佳溫度為450℃左右;1-丁烯裂解為丙烯和乙烯的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng),升高溫度,兩個(gè)平衡均正向移動(dòng),導(dǎo)致丙烯和乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增,則450℃之前各溫度對(duì)應(yīng)的組成可能是平衡態(tài)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】鎂和鋁分別與等濃度等體積的過(guò)量稀硫酸反應(yīng),產(chǎn)生氣體的體積(V)與時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示,則下列關(guān)于反應(yīng)中鎂和鋁的敘述正確的是
A. 二者物質(zhì)的量之比為3∶2
B. 二者質(zhì)量之比為3∶2
C. 二者摩爾質(zhì)量之比為2∶3
D. 二者消耗H2SO4的物質(zhì)的量之比為2∶3
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】水的電離平衡曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是
A. 圖中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的溫度關(guān)系為a>b>c
B. 純水僅升高溫度,可從a點(diǎn)變到c點(diǎn)
C. 水的離子積常數(shù)Kw數(shù)值大小關(guān)系為b>c>d
D. 在b點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下,0.5 mol/L的H2SO4溶液與1 mol/L的KOH溶液等體積混合,充分反應(yīng)后,所得溶液的c(H+)=1.0×107 mol·L1
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】有機(jī)化合物E()是工業(yè)上合成一種鍋爐防腐劑的中間體,合成路線如下:
已知:
①R1CHO+R2CH2COOHR1CH=C(R2)COOH+H2O(R1、R2為烴基或其它有機(jī)原子團(tuán))
②RCH=C(COOH)2RCH=CHCOOH+CO2
③CH3CH=CH2+Cl2ClCH2CH=CH2+HCl
回答下列問(wèn)題:
(1)有機(jī)物A的名稱為________。1 mol有機(jī)物C與足量反應(yīng),能產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀下44.8 L ,寫出C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:__________。
(2)有機(jī)物B中含有的官能團(tuán)的名稱為____________。比B多一個(gè)“”原子團(tuán)的同系物M,滿足下列條件的同分異構(gòu)體有__________種,其中核磁共振氫譜為5組峰的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____________。①與氯化鐵溶液混合成紫色;②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
(3)有機(jī)物D能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有_________(填寫選項(xiàng)字母)。
A.加成反應(yīng) B.水解反應(yīng) C.氧化反應(yīng) D.消去反應(yīng)
(4)寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式:__________________________
(5)根據(jù)題目信息,以丙烯為原料(其他無(wú)機(jī)試劑任選),設(shè)計(jì)制備化合物C的合成路線:______________
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列指定反應(yīng)的化學(xué)用語(yǔ)表達(dá)正確的是( 。
A | Mg(HCO3)2溶液與足量的NaOH溶液反應(yīng) | Mg2++2HCO+4OH-===Mg(OH)2↓+2H2O+2 |
B | 過(guò)量SO2通入到NaClO溶液中: | SO2+H2O+ClO-===HClO+ |
C | 向Al2(SO4)3溶液中加入過(guò)量的稀氨水 | Al3 ++4NH3·H2O=AlO2—+4NH4++2H2O |
D | KClO堿性溶液與Fe(OH)3反應(yīng)制取K2FeO4 | 3ClO﹣+2Fe(OH)3=2FeO42﹣+3Cl﹣+4H++H2O |
A. AB. BC. CD. D
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】硝酸銨是一種常用的化肥,其工業(yè)生產(chǎn)流程如圖,請(qǐng)回答下列問(wèn)題。
(1)寫出反應(yīng)容器B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:____。
(2)吸收塔C中通入空氣的目的是___;C、D兩個(gè)反應(yīng)容器中發(fā)生的反應(yīng),屬于氧化還原反應(yīng)的是___(填反應(yīng)容器代號(hào))。
(3)濃硝酸一般保存在棕色試劑瓶里,并放置在陰涼處,用化學(xué)方程式解釋原因:___。
(4)碳與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____。
(5)將128g銅置于一定量的濃硝酸中并微熱。當(dāng)銅片完全消失時(shí),共收集到NO2和NO的混合氣體44.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。
①寫出上述過(guò)程中,有關(guān)反應(yīng)的離子方程式:____、____。
②完成該反應(yīng)至少需要量取10mol·L-1的濃硝酸_____mL。
③混合氣體中NO2的體積為____L,NO的體積為____L(均為標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。
④將收集上述氣體的容器倒扣在盛有水的水槽中,并向其中緩慢通入O2使其充分反應(yīng),若要使溶液恰好充滿容器,則理論上需要參加反應(yīng)的O2的物質(zhì)的量為____mol。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】A、B、W、D、E為短周期元素,且原子序數(shù)依次增大,質(zhì)子數(shù)之和為39,B、W同周期,A、D同主族,A、W能形成兩種液態(tài)化合物A2W和A2W2,E 元素的周期序數(shù)與主族序數(shù)相等。
(1)E 元素在周期表中的位置___________。
(2)寫出A2W2的電子式為____________。
(3)廢印刷電路板上含有銅,以往的回收方法是將其灼燒使銅轉(zhuǎn)化為氧化銅,再用硫酸溶解,F(xiàn)改用A2W2和稀硫酸浸泡廢印刷電路板既達(dá)到上述目的,又保護(hù)了環(huán)境,試寫出反應(yīng)的離子方程式________。
(4)元素D的單質(zhì)在一定條件下,能與 A 單質(zhì)化合生成一種化合物DA,熔點(diǎn)為800℃,DA能與水反應(yīng)放氫氣,若將1molDA和1molE 單質(zhì)混合加入足量的水,充分反應(yīng)后成氣體的體積是_________(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。
(5)D的某化合物呈淡黃色,可與氯化亞鐵溶液反應(yīng)。若淡黃色固體與氯化亞鐵反應(yīng)的物質(zhì)的量之比為1:2,且無(wú)氣體生成,則該反應(yīng)的離子方程式為_____________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】據(jù)報(bào)道復(fù)旦大學(xué)修發(fā)賢教授課題組成功制備出砷化鈮納米帶,并觀測(cè)到其表面態(tài)具有百倍于金屬銅薄膜和千倍于石墨烯的導(dǎo)電性。相關(guān)研究論文已在線發(fā)表于權(quán)威科學(xué)期刊《自然》;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)鈮元素(Nb)為一種金屬元素,其基態(tài)原子的核外電子排布式為[Kr]4d55s1。下列是Nb的不同微粒的核外電子排布式,其中失去最外層1個(gè)電子所需能量最小的是___(填標(biāo)號(hào))。
a.[Kr]4d35s15p1b.[Kr]4d45s1c.Kr]4d2d.Kr]4d3
(2)砷為第VA族元素,砷可以與某些有機(jī)基團(tuán)形成有機(jī)化合物,如(ClCH=CH)2AsCl,其中As原子與2個(gè)C原子、1個(gè)Cl原子形成的VSEPR模型為____。
(3)英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁諾沃肖洛夫用微機(jī)械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯,因此共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng);而石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景,被認(rèn)為是一種未來(lái)革命性的材料。
已知“石墨烯”的平面結(jié)構(gòu)如圖所示,一定條件下石墨烯與H2發(fā)生加成反應(yīng)生成石墨烷,石墨烷中碳原子雜化類型是___,石墨烯導(dǎo)電的原因是____。
(4)石墨烯也可采用化學(xué)方法進(jìn)行制備如采用六氯苯、六溴苯作為原料可制備石墨烯。下表給出了六氯苯、六溴苯、苯六酸俗名為蜜石酸的熔點(diǎn)和水溶性:
物質(zhì) | 六氯苯 | 六溴苯 | 苯六酸 |
熔點(diǎn)/℃ | 231 | 325 | 287 |
水溶性 | 不溶 | 不溶 | 易溶 |
六溴苯的熔點(diǎn)比六氯苯高的原因是____,苯六酸與六溴苯、六氯苯的水溶性存在明顯的差異本質(zhì)原因是___。
(5)出于以更高效率利用太陽(yáng)光等目的研制出金紅石型鈮氧氮化物(NbON),比以往的光學(xué)半導(dǎo)體更能夠吸收長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的光,作為光學(xué)半導(dǎo)體的新材料。該化合物的晶胞有如圖所示的兩種構(gòu)型,若晶胞的邊長(zhǎng)為apm,該晶體的密度為__g·cm-3。(NA是阿伏加德羅常數(shù)的值,相關(guān)原子量:Nb—93)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】為探究Na與C02反應(yīng)產(chǎn)物,某化學(xué)興趣小組按如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
己知:CO+2Ag(NH3)2OH=2Ag↓+ (NH4)2CO3+2NH3
回答下列問(wèn)題:
(1)寫出A中反應(yīng)的離子方程式_____________________________________;
(2)儀器X的名稱是____________________,B中的溶液為_____________________;
(3)先稱量硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量為mlg,將樣品裝入硬質(zhì)玻璃管中,稱得樣品和硬質(zhì)玻璃管的總質(zhì)量是m2g.再進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)操作,其正確順序是____________(填標(biāo)號(hào));
a.點(diǎn)燃酒精燈,加熱 b.熄滅酒精燈 c.關(guān)閉K1和K2
d.打開(kāi)K1和K2,通入C02至E中出現(xiàn)渾濁 e.稱量硬質(zhì)玻璃管 f.冷卻到室溫
重復(fù)上述操作步驟,直至硬質(zhì)玻璃管恒重,稱得質(zhì)量為m3g。
(4)加熱硬質(zhì)玻璃管一段時(shí)間,觀察到以下現(xiàn)象:
①鈉塊表面變黑,熔融成金屬小球;
②繼續(xù)加熱,鈉迅速燃燒,產(chǎn)生黃色火焰。反應(yīng)完全后,管中有大量黑色物質(zhì);
③F中試管內(nèi)壁有銀白物質(zhì)產(chǎn)生。
產(chǎn)生上述②現(xiàn)象的原因是______________________________________;
(5)探究固體產(chǎn)物中元素Na的存在形式
假設(shè)一:只有Na2CO3;
假設(shè)二:只有Na2O;
假設(shè)三:Na2O和Na2CO3均有
完成下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),驗(yàn)證上述假設(shè):
步驟 | 操作 | 結(jié)論 |
1 | 將硬質(zhì)玻璃管中的固體產(chǎn)物溶于水后過(guò)濾; | 假設(shè)一成立 |
2 | 往步驟1所得濾液中_________________________________; 現(xiàn)象:____________________________________。 |
m1 | m2 | m3 |
66.7g | 69.0g | 72.lg |
(6)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及下表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),寫出Na與CO2反應(yīng)的總化學(xué)方程式____________________________________________。
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