(15分)乙醇是重要的有機(jī)化工原料,可由乙烯直接水合法或間接水合法生產(chǎn);卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)間接水合法是指先將乙烯與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸氫乙酯(C2H5OSO3H)。再水解生成乙醇。寫(xiě)出相應(yīng)的反應(yīng)的化學(xué)方程式
(2)已知:
甲醇脫水反應(yīng)①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)?△H1=-23.9KJ·mol-1
甲醇制烯烴反應(yīng)②2CH3OH(g)=C2H4 (g)+2H2O(g)? △H2=-29.1KJ·mol-1
乙醇異構(gòu)化反應(yīng)③CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g))? △H3=+50.7KJ·mol-1
則乙烯氣相直接水合反應(yīng)C2H4 (g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的?△H= KJ·mol-1
與間接水合法相比,氣相直接水合法的優(yōu)點(diǎn)是: 。
(3)下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系(其中n(H2O)︰n(C2H4)=1︰1)
①列式計(jì)算乙烯水合制乙醇反應(yīng)在圖中A點(diǎn)的平衡常數(shù)K= (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))
②圖中壓強(qiáng)P1、P2、P3、P4的大小順序?yàn)椋?u> ,理由是:
③氣相直接水合法黨采用的工藝條件為:磷酸/硅藻土為催化劑,反應(yīng)溫度290 ℃,壓強(qiáng)6.9MPa,n(H2O)︰n(C2H4)=0.6︰1。乙烯的轉(zhuǎn)化率為5℅。若要進(jìn)一步提高乙烯的轉(zhuǎn)化率,除了可以適當(dāng)改變反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)外,還可以采取的措施有: 、 。
(1)C2H4+H2SO4= C2H5OSO3H; C2H5OSO3H+H2O=C2H5OH+ H2SO4;
(2) -45.5 污染小,腐蝕性小等;(3)①K=0.07(MPa)-1; ②P1< P2< P3< P4;反應(yīng)分子數(shù)減少,相同溫度下,壓強(qiáng)升高,乙烯轉(zhuǎn)化率提高; ③將產(chǎn)物乙醇液化轉(zhuǎn)移去,增加n(H2O):n(C2H4)的比。
解析試題分析:(1)根據(jù)題意可得乙烯與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸氫乙酯C2H5OSO3H的方程式:C2H4+H2SO4= C2H5OSO3H; C2H5OSO3H+H2O=C2H5OH+ H2SO4;(2)①-②-③,整理可得C2H4 (g)+H2O(g)=C2H5OH(g),△H=(-23.9+29.1-50.7)KJ/mol=-45.5 KJ/mol;與間接水合法相比,氣相直接水合法的優(yōu)點(diǎn)是污染小,腐蝕性小等;(3)①乙烯水合制乙醇反應(yīng)在圖中A點(diǎn)的平衡常數(shù)K(MPa)-1; ②在相同的溫度下由于乙烯是平衡轉(zhuǎn)化率是P1< P2< P3< P4;由方程式C2H4 (g)+H2O(g)=C2H5OH(g)可知該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),所以增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),乙烯的轉(zhuǎn)化率提高,因此壓強(qiáng)關(guān)系是:P1< P2< P3< P4; ③若要進(jìn)一步提高乙烯的轉(zhuǎn)化率,除了可以適當(dāng)改變反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)外,還可以采取的措施有改變物質(zhì)的濃度,如從平衡體系中將產(chǎn)物乙醇分離出去,或增大水蒸氣的濃度,改變二者的物質(zhì)的量的比等等。
考點(diǎn):考查化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、壓強(qiáng)對(duì)平衡移動(dòng)的影響、物質(zhì)制取方案的設(shè)計(jì)與比較、反應(yīng)熱的計(jì)算、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算及提高產(chǎn)品產(chǎn)率的方法的探究的知識(shí)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:問(wèn)答題
2012年8月24日,武漢市一家有色金屬制造廠發(fā)生氨氣泄露事故。已知在一定溫度下,合成氨工業(yè)原料氣H2制備涉及下面的兩個(gè)反應(yīng):
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)。
(1)判斷反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是________。(多選、漏選、錯(cuò)選均不得分)
A.容器內(nèi)壓強(qiáng)不變 B.混合氣體中c(CO)不變
C.v正(H2)=v逆(H2O) D.c(CO2)=c(CO)
(2)在2 L定容密閉容器中通入1 mol N2(g)和3 mol H2(g),發(fā)生反應(yīng):3H2(g)+N2(g) 2NH3(g),ΔH<0,測(cè)得壓強(qiáng)-時(shí)間圖像如圖甲,測(cè)得p2=0.6p1,此時(shí)溫度與起始溫度相同,在達(dá)到平衡前某一時(shí)刻(t1)若僅改變一種條件,得到如乙圖像。
①若圖中c=1.6 mol,則改變的條件是________(填字母);
②若圖中c<1.6 mol,則改變的條件是__________(填字母);此時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)____________。(填字母)(填“增大”、“減小”、“不變”)
A.升溫 B.降溫 C.加壓 D.減壓 E.加催化劑
(3)如(2)題中圖甲,平衡時(shí)氫氣的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______。
(4)工業(yè)上可利用如下反應(yīng):H2O (g)+CH4 (g) CO(g)+3H2(g)制備CO和H2。在一定條件下1 L的密閉容器中充入0.3 mol H2O和0.2 mol CH4,測(cè)得H2(g)和CH4(g)的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化曲線如右圖所示:0~4 s內(nèi),用CO(g)表示的反應(yīng)速率為_(kāi)___________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
將等物質(zhì)的量A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測(cè)得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率是0.1 mol/(L·min)。求:
(1)此時(shí)A的濃度及反應(yīng)開(kāi)始前放入容器中A、B物質(zhì)的量。
(2)B的平均反應(yīng)速率。
(3)x值
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
I.(1)在一密閉的2L的容器里充入8mol SO2和4mol 18O2,在一定條件下開(kāi)始反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),2min末測(cè)得容器中有7.2mol SO2。試回答:
① 反應(yīng)后18O原子存在于哪些物質(zhì)中 ;
② 2min末SO3的濃度________________________;
③ 用O2的濃度變化表示該時(shí)間段內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率_______________________。
II.某化學(xué)反應(yīng)2A (g)B(g)+D(g)在3種不同條件下進(jìn)行,B和D的起始濃度為0,反應(yīng)物A的濃度(mol/L)隨反應(yīng)時(shí)間(min)的變化情況如下表:
實(shí)驗(yàn)序號(hào) | 時(shí)間 濃度 溫度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
1 | 800℃ | 1.0 | 0.80 | 0.67 | 0.57 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
2 | 800℃ | c2 | 0.92 | 0.75 | 0.63 | 0.60 | 0.60 | 0.60 |
3 | 820℃ | 1.0 | 0.40 | 0.25 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
汽車尾氣中含有CO、NO2等有毒氣體,對(duì)汽車加裝尾氣凈化裝置,可使有毒氣體相互反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體。
(1)汽車尾氣中CO、NO2氣體在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng):
4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200 kJ·mol-1
①恒溫恒容條件下,不能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填序號(hào));
A.容器內(nèi)混合氣體顏色不再變化 B.容器內(nèi)的壓強(qiáng)保持不變
C.2v逆(NO2)=v正(N2) D.容器內(nèi)混合氣體密度保持不變
②能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大,且平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)的是________(填序號(hào));
A.及時(shí)分離出CO2 B.適當(dāng)升高溫度
C.減小容器體積使體系壓強(qiáng)增大 D.選擇高效催化劑
③對(duì)于該反應(yīng),溫度不同(T2>T1)、其他條件相同時(shí),下列圖像正確的是________(填序號(hào));
(2)汽車尾氣中CO與H2O(g)在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0;820 ℃時(shí)在甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中,起始時(shí)按照右表進(jìn)行投料,達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)K=1.0。
起始物質(zhì)的量 | 甲 | 乙 | 丙 |
n(H2O)/mol | 0.10 | 0.20 | 0.20 |
n(CO)/mol | 0.10 | 0.10 | 0.20 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
(10分)某研究小組為了研究不同條件下金屬鋁粉在過(guò)量稀硫酸中的溶解性能,設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)。已知:c(H2SO4)="4.5" mol·L-1,反應(yīng)均需要攪拌60min。
編號(hào) | 溫度/℃ | 加入某鹽 | H2SO4體積/mL | H2O體積/mL | 鋁粉加入量/g | 鋁粉溶解量 /g |
① | 20 | 不加 | 40 | 0 | 2.0050 | 0.0307 |
② | 80 | 不加 | 40 | 0 | 2.0050 | 0.1184 |
③ | t1 | 不加 | 20 | V1 | 2.0050 | ﹨ |
④ | t2 | 5 mL0.01 mol·L-1 CuSO4溶液 | 20 | V2 | 2.0050 | ﹨ |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
某探究小組用金屬鋁分別與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)的方法研究金屬與不同酸反應(yīng)的差異及影響反應(yīng)速度的因素。
實(shí)驗(yàn)藥品:2.0 mol/L鹽酸、4.0 mol/L鹽酸、2.0 mol/L硫酸、4.0 mol/L硫酸、相同大小的鋁片和鋁粉(金屬表面氧化膜都已除去);每次實(shí)驗(yàn)各種酸的用量均為50.0 mL,金屬用量均為9.0 g。
Ⅰ.甲同學(xué)用鋁片分別和稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng),實(shí)驗(yàn)及其現(xiàn)象如下:
反應(yīng)進(jìn)程 (分鐘) | 1 | 2 | 5 | 15 | 20 |
4.0 mol/L 鹽酸 | 少量氣泡 | 較多氣泡 | 大量氣泡 | 反應(yīng)劇烈 | 鋁片耗盡 |
2.0 mol/L 硫酸 | 無(wú)明顯現(xiàn)象 | 極少量 氣泡 | 少量氣泡 | ||
4.0 mol/L 硫酸 | 無(wú)明顯現(xiàn)象 | 少量氣泡 | 有比較連續(xù)的氣泡 |
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> | 實(shí)驗(yàn) 編號(hào) | 溫度 /℃ | 金屬鋁的 形態(tài) | 鹽酸濃度 /mol·L-1 |
1.實(shí)驗(yàn)①和②探究鹽酸濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響; 2.實(shí)驗(yàn)①和③探究溫度對(duì)該反應(yīng)速率的影響; 3.實(shí)驗(yàn)①和④探究金屬規(guī)格(鋁片、 鋁粉)對(duì)該反應(yīng)速率的影響 | ① | 25 | 鋁片 | 4.0 |
② | | | | |
③ | | | | |
④ | | | |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
下表是稀硫酸與某金屬反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
實(shí)驗(yàn) 序號(hào) | 金屬質(zhì) 量/g | 金屬 狀態(tài) | c(H2SO4)/ (mol·L-1) | V(H2SO4) /mL | 溶液溫度/℃ | 金屬消失 的時(shí)間/s | |
反應(yīng)前 | 反應(yīng)后 | ||||||
1 | 0.10 | 絲 | 0.5 | 50 | 20 | 34 | 500 |
2 | 0.10 | 粉 末 | 0.5 | 50 | 20 | 35 | 50 |
3 | 0.10 | 絲 | 0.7 | 50 | 20 | 36 | 250 |
4 | 0.10 | 絲 | 0.8 | 50 | 20 | 35 | 200 |
5 | 0.10 | 粉 末 | 0.8 | 50 | 20 | 36 | 25 |
6 | 0.10 | 絲 | 1.0 | 50 | 20 | 35 | 125 |
7 | 0.10 | 絲 | 1.0 | 50 | 35 | 50 | 50 |
8 | 0.10 | 絲 | 1.1 | 50 | 20 | 34 | 100 |
9 | 0.10 | 絲 | 1.1 | 50 | 30 | 44 | 40 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:單選題
某探究小組在某溫度下測(cè)定溶液的pH時(shí)發(fā)現(xiàn):0.01mol·L-1的NaOH溶液中,由水電離出的c(H+)·c(OH-)=10-22,則該小組在該溫度下測(cè)得0.1mol·L-1NaOH溶液的pH應(yīng)為
A.13 | B.12 | C.11 | D.10 |
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