【題目】乙基叔丁基酸(以ETBE表示)是一種性能優(yōu)良的高辛烷值汽油調(diào)和劑,用乙醇與異丁烯(以IB表示)在催化劑HZSM-5催化下合成ETBE,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:C2H5OH(g)+IB(g)ETBE(g) △H,回答下列問題:
注:C1表示乙醇和異丁烯同時(shí)吸附,C2表示先吸附乙醇,C3表示先吸附異丁烯。
(1)反應(yīng)物被催化劑HZSM-5吸附的順序與反應(yīng)歷程的關(guān)系如上圖所示,該反應(yīng)的△H=____akJ·mol-1,下列選項(xiàng)正確的是______(填序號)。
A.反應(yīng)歷程的最優(yōu)途徑是C1
B.HZSM-5沒有參加化學(xué)反應(yīng)
C.相同條件下,采用不同途徑時(shí),乙醇的平衡轉(zhuǎn)化率C1>C2>C3
D.升高反應(yīng)溫度有利于提高平衡產(chǎn)率
(2)向剛性容器中按物質(zhì)的量之比1:1充入乙醇和異丁烯,在溫度為378 K與388 K時(shí)異丁烯的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化如圖所示。
①圖中A、M、B三點(diǎn),化學(xué)反應(yīng)速率由大到小的順序?yàn)?/span>______,其中逆反應(yīng)速率最大的點(diǎn)是______(用符號A、M、B填寫)。
②388 K時(shí),容器內(nèi)起始總壓為P0 Pa,用分壓表示的該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______Pa-1(用含有P0的式子表示)。
③瑞典化學(xué)家阿累尼烏斯的化學(xué)反應(yīng)速率經(jīng)驗(yàn)定律為:,(其中,k為速率常數(shù),A、R為常數(shù),Ea為活化能,T為絕對溫度,e為自然對數(shù)底數(shù),約為2.718)。由此判斷下列說法中正確的是_____(填序號,k正 、k逆為正、逆速率常數(shù))。
A.其他條件不變,升高溫度,k正增大,k逆變小
B.其他條件不變,使用催化劑,k正、k逆同倍數(shù)增大
C.其他條件不變,増大反應(yīng)物濃度k正增大,k逆不變
D.其他條件不變,減小壓強(qiáng),k正、k逆都變小
已知反應(yīng)速率υ=υ正-υ逆=k正P(C2H5OH)·P(IB)-k逆P(ETBE),計(jì)算上圖中M點(diǎn)=_______(保留兩位小數(shù))
【答案】-4 A M>B>A A B 5.33
【解析】
(1)根據(jù)圖象,H=生成物總能量-反應(yīng)物總能量,根據(jù)到達(dá)過渡態(tài)的活化能高低選擇合適的反應(yīng)途徑;
(2)①溫度升高,化學(xué)反應(yīng)速率增大,反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間縮短;
②388 K時(shí),異丁烯的平衡轉(zhuǎn)化率為80%,根據(jù)方程式計(jì)算平衡時(shí)各種氣體的物質(zhì)的量,利用氣體的物質(zhì)的量的比等于壓強(qiáng)比,代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算可得;
③根據(jù)溫度、濃度、催化劑對速率常數(shù)的影響分析判斷,結(jié)合平衡時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等,根據(jù)圖象,M點(diǎn)異丁烯的平衡轉(zhuǎn)化率為60%,根據(jù)方程式計(jì)算。
(1) 根據(jù)圖象,H=生成物總能量-反應(yīng)物總能量=(1-5)a kJ/mol=-4a kJ/mol;
A.過渡態(tài)1的活化能為E1=4a kJ/mol,過渡態(tài)2的活化能為E2=6a kJ/mol,過渡態(tài)3的活化能為E3=6a kJ/mol,所以過渡態(tài)1的活化能最低,反應(yīng)相對容易,則反應(yīng)歷程的最優(yōu)途徑是C1,A正確;
B. 催化劑HZSM-5參加化學(xué)反應(yīng),降低反應(yīng)的活化能,能夠使化學(xué)反應(yīng)速率大大加快,B錯(cuò)誤;
C.采用不同途徑,由于不能改變反應(yīng)物、生成物的總能量,因此反應(yīng)熱不變,在相同條件下,采用不同途徑時(shí),最終達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)物乙醇的平衡轉(zhuǎn)化率不變,C錯(cuò)誤;
D.該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),在其他條件不變時(shí),升高反應(yīng)溫度,化學(xué)平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率降低,因此不有利于提高平衡產(chǎn)率,D錯(cuò)誤;
故合理選項(xiàng)是A;
(2)①溫度升高,化學(xué)反應(yīng)速率增大,反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間縮短,溫度388 K高于378 K,所以388 K時(shí)異丁烯的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線為L1,378 K時(shí)異丁烯的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線為L2。M、A是388 K溫度下的化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)正向進(jìn)行,M點(diǎn)反應(yīng)物的濃度比A點(diǎn)的高,反應(yīng)物濃度越大,反應(yīng)速率越快,所以反應(yīng)速率M>A ;B點(diǎn)是378 K時(shí)的反應(yīng)速率,M、B兩點(diǎn)濃度相同但M點(diǎn)溫度高,則反應(yīng)速率M>B;A、B兩點(diǎn)觀察斜率,反應(yīng)速率B>A,故化學(xué)反應(yīng)速率由大到小的順序?yàn)椋?/span>M>B>A;
A、B、M三點(diǎn)中A點(diǎn)的溫度高于B點(diǎn),A點(diǎn)生成物的濃度大于M、B點(diǎn),所以圖中A、M、B三點(diǎn),逆反應(yīng)速率最大的點(diǎn)是A點(diǎn);
②在388 K時(shí),當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)異丁烯轉(zhuǎn)化率為80%,由于在反應(yīng)開始時(shí)按物質(zhì)的量之比1:1充入乙醇和異丁烯,發(fā)生反應(yīng):C2H5OH(g)+IB(g)ETBE(g),假設(shè)反應(yīng)開始時(shí)n(異丁烯)=n(乙醇)=a mol,平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量為n(異丁烯)=n(乙醇)=0.2a mol,n(ETBE)=0.8a mol,平衡時(shí)氣體總物質(zhì)的量n(總)= 0.2a mol+0.2a mol+0.8a mol=1.2a mol,平衡時(shí)氣體壓強(qiáng)P=P0=0.6P0,在相同條件下氣體的物質(zhì)的量的比等于壓強(qiáng)之比,則平衡時(shí)各種氣體的分壓P(異丁烯)=P(乙醇)=×0.6P0=0.1 P0,P(ETBE)=×0.6p0=0.4 P0,所以用分壓表示的該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= =;
③A.其他條件不變,升高溫度,正、逆反應(yīng)速率都增大,因此k正、k逆都增大,A錯(cuò)誤;
B.催化劑對正、逆反應(yīng)速率影響相同,因此其他條件不變,使用催化劑,k正、k逆同倍數(shù)增大,B正確;
C.反應(yīng)速率常數(shù)只與反應(yīng)溫度有關(guān),在其它條件不變時(shí),増大反應(yīng)物濃度,k正、k逆都不變,C錯(cuò)誤;
D.反應(yīng)速率常數(shù)只與反應(yīng)溫度有關(guān),在其它條件不變時(shí),減小壓強(qiáng),k正、k逆都不變,D錯(cuò)誤;
故合理選項(xiàng)是B;
③反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)υ=υ正-υ逆=k正P(C2H5OH)·P(IB)-k逆P(ETBE)=0,則==;由于在反應(yīng)開始時(shí)按物質(zhì)的量之比1:1充入乙醇和異丁烯,發(fā)生反應(yīng):C2H5OH(g)+IB(g)ETBE(g),假設(shè)反應(yīng)開始時(shí)n(異丁烯)=n(乙醇)=a mol,在M點(diǎn)異丁烯轉(zhuǎn)化率為60%,則M點(diǎn)時(shí)n(異丁烯)=n(乙醇)=0.4a mol,n(ETBE)=0.6a mol,氣體總物質(zhì)的量為n(總)=0.4a mol+0.4a mol+0.6a mol=1.4a mol,此時(shí)氣體壓強(qiáng)P=P0=0.7P0,在相同條件下氣體的物質(zhì)的量的比等于壓強(qiáng)之比,則M點(diǎn)各種氣體的分壓P(異丁烯)=P(乙醇)=×0.7P0=0.2P0,P(ETBE)=×0.7P0=0.3P0,所以M點(diǎn)=5.33。
年級 | 高中課程 | 年級 | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)室需要 0.5mol/L的硫酸溶液500mL。根據(jù)溶液的配制情況回答下列問題。
(1)根據(jù)計(jì)算得知,需量取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%、密度為1.84g/cm3的濃硫酸的體積為________mL。
(2)在如圖所示儀器中,配制上述溶液肯定不需要的有_________(填序號)
A. B. C. D.
(3)實(shí)驗(yàn)操作步驟為:
A.把制得的溶液小心地轉(zhuǎn)移至容量瓶中。
B.量取所需濃硫酸 ,在燒杯中用適量的蒸餾水將它稀釋并冷卻至室溫。
C.繼續(xù)向容量瓶中加蒸餾水至液面距刻度1~2cm處,改用膠頭滴管小心滴加蒸餾水至溶液凹液面底部與刻度線相切。
D.用少量蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒2~3次,每次洗滌的液體都小心注入容量瓶,并輕輕振蕩。
E.將容量瓶塞塞緊,充分搖勻。
操作步驟的正確順序?yàn)?/span>_______(填序號)。
(4)下列情況中,會使所配溶液濃度偏高的是_______(填序號)。
A.量取所需濃硫酸某同學(xué)觀察液面時(shí)仰視
B.沒有進(jìn)行上述的操作步驟D
C.加蒸餾水時(shí),不慎超過了刻度線
D.容量瓶使用前內(nèi)壁沾有水珠
E.用少量蒸餾水洗滌量取濃硫酸后的量筒,洗滌的液體注入容量瓶
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知某可逆反應(yīng):mA(g)+nB(g)xC(g) ΔΗ=Q kJmol-1,在密閉容器中進(jìn)行,表示反應(yīng)在不同時(shí)間t,溫度T和壓強(qiáng)P與C在混合氣體中的百分含量(C%)的關(guān)系曲線,則( )
A.T1>T2,P1>P2,m+n>x,Q>0
B.T1<T2,P1<P2,m+n<x,Q>0
C.T1>T2,P1<P2,m+n<x,Q<0
D.T1<T2,P1<P2,m+n>x,Q<0
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】釩及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用,可作為制硫酸的催化劑,從含釩廢料(含有V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3等)中回收V2O5的流程如下:
巳知:NH4VO3微溶于冷水,易溶于熱水,不溶于乙醇。
回答下列問題:
(1)為提高浸出速率,除適當(dāng)増加硫酸濃度外,還可采取的措施有______(寫出一條),濾渣1的成分是_____________,酸浸時(shí)V2O4發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________。
(2)“氧化反應(yīng)”反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為______。
(3)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有______(填化學(xué)式)。
(4)已知+2H++H2O,沉釩”過程中,主要反應(yīng)的離子方程式為______。沉釩后為了得到盡可能多的NH4VO3,需要進(jìn)行的主要操作有:冷卻過濾、___________。
(5)釩電池是目前發(fā)展勢頭強(qiáng)勁的優(yōu)秀綠色環(huán)保電池,全釩液流儲能電池就是其中一種,它的正負(fù)極活性物質(zhì)形成的電解質(zhì)溶液相互分開,該電池采用石墨電極,其工作原理示意如圖。放電時(shí)正極反應(yīng)式為_____,充電時(shí)質(zhì)子的移動方向?yàn)?/span>_____(填“從左向右”或“從右向左”)。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】利用小粒徑零價(jià)鐵(ZVI)的電化學(xué)腐蝕處理三氣乙烯進(jìn)行水體修復(fù),修復(fù)過程如圖所示。H+、O2、等共存物的存在會影響水體修復(fù)效果。下列說法錯(cuò)誤的是
A.反應(yīng)①在負(fù)極發(fā)生,反應(yīng)②③④⑤在正極發(fā)生
B.增大單位體積水體中小粒徑ZVI的投入量,可加快水體修復(fù)速率
C.水體修復(fù)過程中,三氯乙烯每脫去3mol Cl,就有3molFe變成Fe2+
D.⑤的電極反應(yīng)式為 + 10H++8e-==+3H2O
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氨基甲酸銨(NH2COONH4)是一種易分解、易水解的白色固體、難溶于CCl4。實(shí)驗(yàn)室可將干燥二氧化碳和氨氣通入CCl4中進(jìn)行制備,反應(yīng)原理為2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s) △H<0,回答下列問題:
(1)儀器①的名稱為_____,裝置己中盛放的試劑為_____。
(2)簡述檢驗(yàn)裝置乙氣密性的操作_____。
(3)氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的_____,制取氨氣的化學(xué)方程式為_____。
(4)預(yù)制備產(chǎn)品,選擇上圖中必要的裝置,其連接順序?yàn)椋喊l(fā)生裝置→_____→FG←_____←KJ←_____(按氣流方向,用大寫字母表示)。
(5)為了提高氨基甲酸銨的產(chǎn)率.對三頸瓶采取的控溫方法是_____,反應(yīng)結(jié)束后,從反應(yīng)后的混合物中分離出產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)操作是_____,戊中氣球的作用是_____。
(6)氨基甲酸銨容易變質(zhì)生成碳酸氫銨,現(xiàn)取長期存放的樣品19.550g,用足量石灰水處理后,使樣品中碳元素完全轉(zhuǎn)化為碳酸鈣,通過系列操作得純凈碳酸鈣25.000g,則該樣品的純度為_____%。(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字;有關(guān)物質(zhì)的相對式量:氨基甲酸銨78、碳酸氫銨79、碳酸鈣100) 。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Ni(OH)2作為合成鎳鈷錳三元電極材料的原料,工業(yè)上可用紅土鎳礦(主要成分為NiO、FeO、Fe2O3、MgO和SiO2)制備,工藝流程如圖所示;卮鹣铝袉栴}:
(1)“濾渣1”的成分為______(寫化學(xué)式)。
(2)“除鐵”中,加入NaClO的目的是_________________,為了證明加入NaClO已足量,可選擇的試劑是__________ (填字母標(biāo)號)。
a.KSCN溶液、氯水 b.K3[Fe(CN)6]溶液 c.NaOH溶液
(3)已知“濾渣2”的成分為黃鈉鐵礬,其化學(xué)式為NaFe3(SO4)2(OH)6,則“除鐵”
中“Na2CO3/△”條件下生成濾渣2的離子方程式為_______________。
(4)“除鎂”中,若溶液pH過小,Mg2+沉淀不完全,原因是_____________。
(5)“沉鎳”的離子方程式為__________。
(6)以鎳鈷錳三元材料(可簡寫為Li1-nMO2)為一極電極材料的新型鋰電池工作原理如圖所示,放電時(shí)總反應(yīng)為Li1-nMO2+LinC6 LiMO2+6C,則充電時(shí)b極的電極反應(yīng)式為____________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法不正確的是( )
A.1molCl2與足量鐵反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA
B.3.0g含甲醛(HCHO)的冰醋酸中含有的原子總數(shù)為0.4NA
C.65gZn與適量濃硫酸完全反應(yīng)所得混合氣體的分子數(shù)為NA
D.1L0.1 mol/L 鹽酸中含H+數(shù)目為0.1NA
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某小組研究了銅片與反應(yīng)的速率,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象記錄如下表。
實(shí)驗(yàn) | 時(shí)間段 | 現(xiàn)象 |
銅片表面出現(xiàn)極少氣泡 | ||
銅片表面產(chǎn)生較多氣泡,溶液呈很淺的藍(lán)色 | ||
銅片表面均勻冒出大量氣泡 | ||
銅片表面產(chǎn)生較少氣泡,溶液藍(lán)色明顯變深,液面上方呈淺棕色 |
為探究影響該反應(yīng)速率的主要因素,小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)I:監(jiān)測上述反應(yīng)過程中溶液溫度的變化,所得曲線如下圖。
實(shí)驗(yàn)II:②-④試管中加入大小、形狀相同的銅片和相同體積、 。結(jié)果顯示:對和反應(yīng)速率的影響均不明顯,能明顯加快該反應(yīng)的速率。
實(shí)驗(yàn)III:在試管中加入銅片和,當(dāng)產(chǎn)生氣泡較快時(shí),取少量反應(yīng)液于試管中,檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)其中含有。
(1)根據(jù)表格中的現(xiàn)象,描述該反應(yīng)的速率隨時(shí)間的變化情況:____________。
(2)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論:溫度升高___________(填“是”或“不是”)反應(yīng)速率加快的主要原因。
(3)實(shí)驗(yàn)II的目的是:__________
(4)小組同學(xué)查閱資料后推測:該反應(yīng)由于生成某中間產(chǎn)物而加快了反應(yīng)速率。請結(jié)合實(shí)驗(yàn)II、III,在下圖方框內(nèi)填入相應(yīng)的微粒符號①____②_____,以補(bǔ)全催化機(jī)理。
(5)為驗(yàn)證(4)中猜想,還需補(bǔ)充一個(gè)實(shí)驗(yàn):__________(請寫出操作和現(xiàn)象)。
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com