【題目】丙烯腈(CH2===CHCN)是一種重要的化工原料,工業(yè)上可用丙烯氨氧化法生產(chǎn),主要副產(chǎn)物有丙烯醛(CH2===CHCHO)和乙腈(CH3CN)等;卮鹣铝袉栴}:

(1)以丙烯、氨、氧氣為原料,在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副產(chǎn)物丙烯醛(C3H4O)的熱化學(xué)方程式如下:

C3H6(g)+NH3(g)+3/2O2(g)===C3H3N(g)+3H2O(g)ΔH=-515 kJ·mol-1

C3H6(g)+O2(g)===C3H4O(g)+H2O(g)ΔH=-353 kJ·mol-1

有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是__________;提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是________。

(2)(a)為丙烯腈產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線,最高產(chǎn)率對(duì)應(yīng)的溫度為460 ℃。低于460 ℃時(shí),丙烯腈的產(chǎn)率____(不是”)對(duì)應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率,判斷理由是________________;高于460 ℃時(shí),丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是________(雙選,填標(biāo)號(hào))。

A.催化劑活性降低      B.平衡常數(shù)變大

C.副反應(yīng)增多 D.反應(yīng)活化能增大

(3)丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與n()/n(丙烯)的關(guān)系如圖(b)所示。由圖可知,最佳n()/n(丙烯)約為_____,理由是______________________________。進(jìn)料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比約為_________。

【答案】低溫低壓催化劑不是該反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低,所以此時(shí)尚未達(dá)到平衡狀態(tài)AC1:1此時(shí)產(chǎn)物主要是丙烯腈,幾乎沒有副產(chǎn)物1:7.5:1

【解析】

(1)改變條件使平衡正向進(jìn)行有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率,提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是催化劑;

(2)該反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低,即低于460℃時(shí),對(duì)應(yīng)溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率曲線應(yīng)該是下降的,但實(shí)際曲線是上升的,因此判斷低于460℃時(shí),丙烯腈的產(chǎn)率不是對(duì)應(yīng)溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率;產(chǎn)率降低主要從產(chǎn)率的影響因素進(jìn)行考慮;

(3)根據(jù)圖象可知,當(dāng)n()/n(丙烯)約為1時(shí),該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高,而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低;根據(jù)化學(xué)反應(yīng)C3H6(g)+NH3(g)+3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g),氨氣、氧氣、丙烯按1:1.5:1的體積比加入反應(yīng)達(dá)到最佳狀態(tài),根據(jù)空氣中氧氣約占20%計(jì)算。

(1)氣體體積增大的放熱反應(yīng),降低溫度、降低壓強(qiáng)有利于提高丙烯腈的平衡產(chǎn)率,提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是催化劑;

(2)該反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低,即低于460℃時(shí),對(duì)應(yīng)溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率曲線應(yīng)該是下降的,但實(shí)際曲線是上升的,因此判斷低于460℃時(shí),丙烯腈的產(chǎn)率不是對(duì)應(yīng)溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率高于460°C時(shí),丙烯腈產(chǎn)率降低高于460 ℃時(shí),丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是

A.催化劑在一定溫度范圍內(nèi)活性較高,若溫度過高,活性降低,故A正確;

B.由圖象可知,升高溫度平衡常數(shù)變小,故B錯(cuò)誤;

C.根據(jù)題意,副產(chǎn)物有丙烯醛,催化劑活性降低,副反應(yīng)增多,導(dǎo)致產(chǎn)率下降,故C正確;

D.反應(yīng)活化能的大小不影響平衡,故D錯(cuò)誤;

故選AC;

(3)根據(jù)圖象可知,當(dāng)n()/n(丙烯)約為1時(shí),該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高,而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低;根據(jù)化學(xué)反應(yīng)C3H6(g)+NH3(g)+3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g),氨氣、氧氣、丙烯按1:1.5:1的體積比加入反應(yīng)達(dá)到最佳狀態(tài),而空氣中氧氣約占20%,所以進(jìn)料氨、空氣、丙烯的理論體積約為1:7.5:1。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(1)f在元素周期表中的位置是第三周期第____族。

(2)比較d、e常見離子的半徑大小:_______(用化學(xué)符號(hào)表示且用“>”連接,下同)。比較g、h的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性強(qiáng)弱:_______

(3)寫出x與z形成的常見四原子共價(jià)化合物的電子式_______

(4)物質(zhì)A是一種常用的比水輕的有機(jī)溶劑,其僅由x、y兩種元素組成,且y元素與x元素的質(zhì)量比為12:1,A的相對(duì)分子質(zhì)量為78。A與濃硫酸、濃硝酸在50~60℃下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________,反應(yīng)類型為__________

(5)f的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物可以與e的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物反應(yīng),請(qǐng)寫出該反應(yīng)的離子方程式:_______________。

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A平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) Bx+y<z

CB的物質(zhì)的量濃度減小 DC的體積分?jǐn)?shù)降低

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【題目】處于平衡狀態(tài)的反應(yīng)2 H2 S(g) 2H2(g)+S2(g) H0,不改變其他條件的情況下合理的說法是

A.加入催化劑,反應(yīng)途徑將發(fā)生改變,H也將隨之改變

B.升高溫度,正逆反應(yīng)速率都增大,H2S分解率也增大

C.增大壓強(qiáng),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),將引起體系溫度降低

D.若體系恒容,注人一些H2后達(dá)新平衡,H2濃度將減小

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【題目】氮的化合物在生產(chǎn)、生活中廣泛存在。

(1)鍵能是將1mol理想氣體分子AB拆開為中性氣態(tài)原子AB所需的能量。已知下列化學(xué)鍵的鍵能如下表:

寫出1mol氣態(tài)肼(H2N-NH2)燃燒生成氮?dú)夂退魵獾臒峄瘜W(xué)方程式________________

(2)用焦炭還原NO的反應(yīng)為:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g),向容積均為1L的甲、乙、丙三個(gè)恒容恒溫(反應(yīng)溫度分別為400℃、400℃、T℃)容器中分別加入足量的焦炭和一定量的NO,測得各容器中n(NO)隨反應(yīng)時(shí)間t的變化情況如下表所示:

①該反應(yīng)為________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。

②乙容器在60min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),則0~60min內(nèi)用NO的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(NO)=____________。

(3)用焦炭還原NO2的反應(yīng)為:2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g),在恒溫條件下,1molNO2和足量C發(fā)生該反應(yīng),測得平衡時(shí)NO2CO2的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖所示:

①A、C兩點(diǎn)的濃度平衡常數(shù)關(guān)系:Kc(A)________Kc(C)(填“<”或“>”或“=”)。

②A、B、C三點(diǎn)中NO2的轉(zhuǎn)化率最高的是________(填“A”或“B”或“C”)點(diǎn)。

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【題目】右圖為某種乙醇燃料電池示意圖,工作時(shí)電子流方向如圖所示,下列判斷正確的是

A.X為氧氣

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C.電極材料活潑性:A>B

D.B電極附近溶液pH增大

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【題目】黑火藥是中國的四大發(fā)明之一.黑火藥在發(fā)生爆炸時(shí),發(fā)生如下的反應(yīng):2KNO3+3C+S═K2S+N2↑+3CO2.該反應(yīng)中,被氧化的元素是______,氧化劑是______,氧化產(chǎn)物是______

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【題目】I、乙酸乙酯是重要的有機(jī)合成中間體,廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)。實(shí)驗(yàn)室利用如圖的裝置制備乙酸乙酯。

(1)與教材采用的實(shí)驗(yàn)裝置不同,此裝置中采用了球形干燥管,其作用是:_____________。

(2)請(qǐng)寫出用CH3CH218OH制備乙酸乙酯的化學(xué)方程式:_____________,反應(yīng)類型為_______

(3)為了證明濃硫酸在該反應(yīng)中起到了催化劑和吸水劑的作用,某同學(xué)利用上圖所示裝置進(jìn)行了以下4個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)開始先用酒精燈微熱3min,再加熱使之微微沸騰3min。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后充分振蕩小試管Ⅱ再測有機(jī)層的厚度,實(shí)驗(yàn)記錄如下:

實(shí)驗(yàn)

編號(hào)

試管Ⅰ中的試劑

試管Ⅱ中的試劑

有機(jī)層的厚度/cm

A

2 mL乙醇、1 mL乙酸、

1mL18mol·L-1 濃硫酸

飽和Na2CO3溶液

3.0

B

2 mL乙醇、1 mL乙酸

0.1

C

2 mL乙醇、1 mL乙酸、

3 mL 2mol·L-1 H2SO4

0.6

D

2 mL乙醇、1 mL乙酸、鹽酸

0.6

①實(shí)驗(yàn)D的目的是與實(shí)驗(yàn)C相對(duì)照,證明H+對(duì)酯化反應(yīng)具有催化作用。實(shí)驗(yàn)D中應(yīng)加入鹽酸的體積和濃度分別是______mL和_____mol·L-1 。

②分析實(shí)驗(yàn)_________________(填實(shí)驗(yàn)編號(hào))的數(shù)據(jù),可以推測出濃H2SO4的吸水性提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率。

(4)若現(xiàn)有乙酸90g,乙醇138g發(fā)生酯化反應(yīng)得到80g乙酸乙酯,試計(jì)算該反應(yīng)的產(chǎn)率為______________(用百分?jǐn)?shù)表示,保留一位小數(shù))。

II、已知乳酸的結(jié)構(gòu)簡式為。試回答:

①乳酸分子中的官能團(tuán)有:_____________________________________寫名稱);

②乳酸與足量金屬鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________

③已知—COOH不會(huì)發(fā)生催化氧化,寫出加熱時(shí),乳酸在Cu作用下與O2反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________________________;

④腈綸織物產(chǎn)泛地用作衣物、床上用品等。腈綸是由CH2=CH-CN聚合而成的。 寫出在催化劑、加熱條件下制備腈綸的化學(xué)方程式________________________。

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