【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,主要副產物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等,回答下列問題:
(1)以丙烯、氨、氧氣為原料,在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副產物丙烯醛(C3H4O)的熱化學方程式如下:
C3H6(g)+NH3(g)+ O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g)△H=﹣515kJ/mol
C3H6(g)+O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g)△H=﹣353kJ/mol
兩個反應在熱力學上趨勢均很大,其原因是;有利于提高丙烯腈平衡產率的反應條件是;提高丙烯腈反應選擇性的關鍵因素是 .
(2)圖(a)為丙烯腈產率與反應溫度的關系曲線,最高產率對應溫度為460℃.低于460℃時,丙烯腈的產率(填“是”或者“不是”)對應溫度下的平衡
產率,判斷理由是;高于460℃時,丙烯腈產率降低的可能原因是(雙選,填標號)
A.催化劑活性降低 B.平衡常數(shù)變大 C.副反應增多 D.反應活化能增大
(3)丙烯腈和丙烯醛的產率與n(氨)/n(丙烯)的關系如圖(b)所示.由圖可知,最佳n(氨)/n(丙烯)約為 , 理由是 . 進料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比約為
【答案】
(1)兩個反應均為放熱量大的反應;低溫、低壓;催化劑
(2)不是;該反應為放熱反應,平衡產率應隨溫度升高而降低;AC
(3)1:1;該比例下丙烯腈產率最高,而副產物丙烯醛產率最低;1:7.5:1
【解析】解:(1)兩個反應在熱力學上趨勢均很大,兩個反應均放熱量大,即反應物和生成物的能量差大,因此熱力學趨勢大;該反應為氣體體積增大的放熱反應,所以降低溫度、降低壓強有利于提高丙烯腈的平衡產率,提高丙烯腈反應選擇性的關鍵因素是催化劑;
所以答案是:兩個反應均為放熱量大的反應;低溫、低壓;催化劑;(2)因為該反應為放熱反應,平衡產率應隨溫度升高而降低,即低于460℃時,對應溫度下的平衡轉化率曲線應該是下降的,但實際曲線是上升的,因此判斷低于460℃時,丙烯腈的產率不是對應溫度下的平衡轉化率.高于460°C時,丙烯腈產率降低,
A.催化劑在一定溫度范圍內活性較高,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錯誤;
C.根據(jù)題意,副產物有丙烯醛,催化劑活性降低,副反應增多,導致產率下降,故C正確;
D.反應活化能的大小不影響平衡,故D錯誤;
所以答案是:不是;該反應為放熱反應,平衡產率應隨溫度升高而降低;AC;(3)根據(jù)圖象可知,當 約為1時,該比例下丙烯腈產率最高,而副產物丙烯醛產率最低;根據(jù)化學反應C3H6(g)+NH3(g)+ O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g),氨氣、氧氣、丙烯按1:1.5:1的體積比加入反應達到最佳狀態(tài),而空氣中氧氣約占20%,所以進料氨、空氣、丙烯的理論體積約為:1:7.5:1,
所以答案是:1:1;該比例下丙烯腈產率最高,而副產物丙烯醛產率最低;1:7.5:1.
【考點精析】關于本題考查的化學平衡狀態(tài)本質及特征,需要了解化學平衡狀態(tài)的特征:“等”即 V正=V逆>0;“動”即是動態(tài)平衡,平衡時反應仍在進行;“定”即反應混合物中各組分百分含量不變;“變”即條件改變,平衡被打破,并在新的條件下建立新的化學平衡;與途徑無關,外界條件不變,可逆反應無論是從正反應開始,還是從逆反應開始,都可建立同一平衡狀態(tài)(等效)才能得出正確答案.
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【題目】下列有關實驗的說法正確的是( )
A.用pH試紙測雙氧水的pH
B.用酸式滴定管量取20.00 mL酸性K2Cr2O7溶液
C.用托盤天平稱取 5.85 g NaCl晶體
D.用帶磨口玻璃塞的試劑瓶保存Na2CO3溶液
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某小組設計電解飽和食鹽水的裝置如圖,通電后兩極均有氣泡產生且溶液不變藍,下列敘述正確的是( )
A.銅電極上發(fā)生還原反應
B.石墨電極附近溶液呈紅色
C.溶液中的Na+向石墨電極移動
D.銅電極附近觀察到黃綠色氣體
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】聚合硫酸鐵(PFS)是水處理中重要的絮凝劑,如圖是以回收廢鐵屑為原料制備PFS的一種工藝流程.
回答下列問題
(1)廢鐵屑主要為表面附有大量鐵銹的鐵,鐵銹的主要成分為 . 粉碎過篩的目的是 .
(2)酸浸時最合適的酸是 , 寫出鐵銹與酸反應的離子方程式 .
(3)反應釜中加入氧化劑的作用是 , 下列氧化劑中最合適的是(填標號).
A.KMnO4 B.Cl2 C.H2O2 D.HNO3
(4)聚合釜中溶液的pH必須控制在一定的范圍內,pH偏小時Fe3+水解程度弱,pH偏大時則 .
(5)相對于常壓蒸發(fā),減壓蒸發(fā)的優(yōu)點是 .
(6)鹽基度B是衡量絮凝劑絮凝效果的重要指標,定義式為B= (n為物質的量).為測量樣品的B值,取樣品m g,準確加入過量鹽酸,充分反應,再加入煮沸后冷卻的蒸餾水,以酚酞為指示劑,用c molL﹣1的標準NaOH溶液進行中和滴定(部分操作略去,已排除鐵離子干擾).到終點時消耗NaOH溶液V mL.按上述步驟做空白對照試驗,消耗NaOH溶液V0 mL,已知該樣品中Fe的質量分數(shù)w,則B的表達式為 .
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】醋酸亞鉻水合物{[Cr(CH3COO)2]22H2O,相對分子質量為376}是一種深紅色晶體,不溶于冷水,是常用的氧氣吸收劑,實驗室中以鋅粒,三氯化鉻溶液、醋酸鈉溶液和鹽酸為主要原料制備醋酸亞鉻水合物,其裝置如圖所示,且儀器2中預先加入鋅粒,已知二價鉻不穩(wěn)定,極易被氧氣氧化,不與鋅反應.制備過程中發(fā)生的相關反應如下:
Zn(s)+2HCl(aq)═ZnCl2(aq)+H2(g)
2CrCl3(aq)+Zn(s)═2CrCl2(aq)+ZnCl2(aq)
2Cr2+(aq)+4CH3COO﹣(aq)+2H2O(l)═[Cr(CH3COO)2]22H2O(s)
請回答下列問題:
(1)儀器1的名稱是 .
(2)往儀器2中加鹽酸和三氯化鉻溶液的順序最好是(選下面的A、B或C);目的是 .
A.鹽酸和三氯化鉻溶液同時加入 B.先加三氯化鉻溶液一段時間后再加鹽酸C.先加鹽酸一段時間后再加三氯化鉻溶液
(3)為使生成的CrCl2溶液與CH3COONa溶液順利混合,應關閉閥門(填“A”或“B”,下同),打開閥門 .
(4)本實驗中鋅粒要過量,其原因除了讓產生的H2將CrCl2溶液壓入裝置3與CH3COONa溶液反應外,另一個作用是 .
(5)已知其它反應物足量,實驗時取用的CrCl3溶液中含溶質9.51g,取用的醋酸鈉溶液為1.5L0.1mol/L;實驗后得干燥純凈的[Cr(CH3COO)2]22H2O9.4g,則該實驗所得產品的產率為(不考慮溶解的醋酸亞鉻水合物).
(6)鉻的離子會污染水,常溫下要除去上述實驗中多余的Cr2+ , 最好往廢液中通入足量的,再加入堿液,調節(jié)pH至少為才能使鉻的離子沉淀完全(鉻的離子濃度應小于10﹣5mol/L).【已知Cr(OH)3的溶度積為6.3×10﹣31 , ≈4,lg2≈0.3】
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】實驗室用溴和苯在FeBr3催化下制取溴苯,得到粗溴苯后,要用如下操作提純:(1)蒸餾;(2)水洗;(3)用干燥劑干燥;(4)用10%的NaOH溶液洗滌.正確的操作順序是( )
A.(1)(2)(3)(4)
B.(4)(2)(3)(1)
C.(4)(1)(2)(3)
D.(2)(4)(2)(3)(1)
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【題目】下列敘述正確的是
A.發(fā)生化學反應時失去電子越多的金屬原子,還原能力越強
B.金屬陽離子被還原后,一定得到該元素的單質
C.核外電子總數(shù)相同的原子,一定是同種元素的原子
D.需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應.
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