【題目】乙烯是重要的化工原料,目前主要通過石油煉化制備。隨著化石燃料資源日益減少,科研工作者正在探索和研發(fā)制備乙烯的新方法。
Ⅰ.甲烷在一定條件下脫氫可生成乙烯:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)△H>0
(1)活化能Ea正____Ea逆(填“>”、“=”或“<”,下同);k正、k逆表示速率常數(shù),當(dāng)升高溫度時,k正增大的倍數(shù)____k逆增大的倍數(shù)。
Ⅱ.利用生物無水乙醇催化脫水制備乙烯
主反應(yīng) i:C2H5OH(g)C2H4(g)+H2O(g)△H1=+45.5 kJ/mol
副反應(yīng) ii:2C2H5OH(g)C2H5OC2H5(g)+H2O(g)△H2=﹣19.0 kJ/mol
副反應(yīng) iii:C2H5OC2H5(g)2C2H4(g)+H2O(g)△H3
(2)求△H3=____。
(3)在 2L 恒容密閉容器中充入2mol C2H5OH(g)和一定量的催化劑進(jìn)行反應(yīng),平衡體系中含碳組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度的變化如圖所示:
①圖中 Y 代表____(填“C2H4”或“C2H5OC2H5”),請解釋原因____。
②主反應(yīng) i 在 A 點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志為____。
a.乙烯濃度不再變化 b.容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時間變化
c.混合氣體的密度不隨時間變化 d.△H 不再變化
③380℃時,假設(shè)乙醇完全反應(yīng),則反應(yīng) iii 的平衡常數(shù) K=____。
【答案】> > +110kJ/mol C2H4 生成C2H4的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度升高平衡正向移動,C2H4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大 ab
【解析】
Ⅰ.(1)該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正反應(yīng)活化能大于逆反應(yīng)活化能;溫度升高,平衡正反應(yīng)方向移動;
Ⅱ. (2)根據(jù)蓋斯定律,主反應(yīng)i×2-副反應(yīng)ii可得副反應(yīng)iii,據(jù)此計(jì)算△H3;
(3)①根據(jù)主反應(yīng)i和副反應(yīng)iii可知,生成乙烯的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡正反應(yīng)方向移動,乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大,據(jù)此判斷;
②a. 乙烯濃度不再變化,說明正逆反應(yīng)速率相等;
b. 該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),壓強(qiáng)一定,反應(yīng)達(dá)到了平衡;
c. 反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變,總體積不變,混合氣體的密度不變;
d. △H不再變化,不能說明反應(yīng)達(dá)到了平衡;
③平衡時,設(shè)乙烯為x mol,乙醚為y mol,380時,由圖像可知x=4y,乙醇完全消耗,根據(jù)碳元素守恒,n(C2H5OH)=n(C2H4)+2n(C2H5OC2H5),則x+2y=2,再根據(jù)氫元素守恒求n(H2O),最后計(jì)算。
Ⅰ.(1)該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),活化能Ea正>Ea逆;溫度升高,平衡正反應(yīng)方向移動,k正增大的倍數(shù)大于k逆增大的倍數(shù),故答案為:>;>;
Ⅱ. (2)根據(jù)蓋斯定律,主反應(yīng)i×2-副反應(yīng)ii可得副反應(yīng)iii:C2H5OC2H5(g)2C2H4(g)+H2O(g),則△H3=2△H1-△H2=45.5kJ/mol×2+19.0kJ/mol=+110kJ/mol,故答案為:+110kJ/mol;
(3)①根據(jù)主反應(yīng)i和副反應(yīng)iii可知,生成乙烯的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡正反應(yīng)方向移動,乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大,所以圖中Y代表的是C2H4,故答案為:C2H4;生成C2H4的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度升高平衡正向移動,C2H4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大;
②a. 乙烯濃度不再變化,說明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到了平衡,a選;
b. 該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時間變化,反應(yīng)達(dá)到了平衡,b選;
c. 反應(yīng)過程中氣體總質(zhì)量始終不變,總體積不變,混合氣體的密度始終不變,所以混合氣體的密度不隨時間變化,不能說明反應(yīng)達(dá)到了平衡,c不選;
d. △H不再變化,不能說明反應(yīng)達(dá)到了平衡,d錯誤;故答案為:ab;
③平衡時設(shè)乙烯為x mol,乙醚為y mol,380時,由圖像可知x=4y,由于乙醇完全消耗,根據(jù)元素守恒,n(C2H5OH)=n(C2H4)+2n(C2H5OC2H5),則x+2y=2,解得:x=,y=,再根據(jù)氫元素守恒,n(H2O)=,= =,故答案為:。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】無色的混合氣體甲中可能含有NO、CO2、NO2、NH3、N2中的幾種,將100mL氣體甲經(jīng)過如圖所示實(shí)驗(yàn)處理,結(jié)果得到酸性溶液,而幾乎無氣體剩余,則氣體甲的組成可能為( )
A.NO2、NH3、N2B.NH3、NO、CO2
C.NH3、NO2、CO2D.NO、CO2、N2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】I.(1)25℃時,10L水中含H+的個數(shù)為________個(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)為NA,下同。),1g水中含H+的個數(shù)為________個。
(2)某溫度(t℃)時,水的Kw=1×10-12,則該溫度________25℃(填“>”“<”或“=”),該溫度下,c(H+)=1×10-7mol·L-1的溶液呈________(填“酸性”“堿性”或“中性”);若該溶液中只存在NaOH溶質(zhì),則由H2O電離出來的c(OH-)=________mol·L-1。
II.氯化鐵主要用于金屬蝕刻、污水處理,具有效果好、價格便宜等優(yōu)點(diǎn)。請回答下列有關(guān)氯化鐵的問題:
(1)用FeCl3作凈水劑的原理用化學(xué)用語解釋為________,配制FeCl3溶液時需要加入少量的濃鹽酸,其作用為________。
(2)25℃時,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。Fe3+發(fā)生水解反應(yīng)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為______________。
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【題目】向含有淀粉的 KIO3 酸性溶液滴加 NaHSO3 溶液,溶液先變藍(lán)后褪色。下列說法錯誤的是
A.溶液先變藍(lán)的原因:2IO+5HSO=I2+5SO+H2O+3H+
B.溶液恰好褪色時 n(KIO3):n(NaHSO3)=1:3
C.還原性 I-> HSO>I2
D.若向含有淀粉的 NaHSO3 溶液中滴加過量 KIO3 酸性溶液,則溶液變藍(lán)不褪色
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【題目】濃硫酸具有:①難揮發(fā)性(高沸點(diǎn));②酸性;③強(qiáng)氧化性;④吸水性;⑤脫水性。下列各項(xiàng)分別表現(xiàn)濃硫酸的什么性質(zhì),請將序號填于空白處:
(1)濃硫酸與食鹽共熱,濃硫酸表現(xiàn)的性質(zhì)為__。
(2)濃硫酸與銅共熱,化學(xué)方程式為__,濃硫酸表現(xiàn)的性質(zhì)是__。
(3)濃硫酸與紅熱木炭反應(yīng),化學(xué)方程式為__,濃硫酸表現(xiàn)的性質(zhì)是__。
(4)可用濃硫酸干燥H2、CO2、HCl等氣體,濃硫酸表現(xiàn)的性質(zhì)為__。
(5)蔗糖中倒入濃硫酸,蔗糖變黑,體積膨脹,且有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,濃硫酸表現(xiàn)的性質(zhì)是__。
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【題目】在一固定容積的密閉容器中,充入2 mol A和1 mol B發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+B(g) xC(g),達(dá)到平衡后,C的體積分?jǐn)?shù)為w%;若維持容器體積和溫度不變,以0.6 mol A、0.3 mol B和1.4 mol C為起始物質(zhì),達(dá)到平衡后,C的體積分?jǐn)?shù)也為w%,則x的值為
A.5 B.4 C.3 D.1
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【題目】常溫,下列溶液中各濃度關(guān)系不正確的是
A. 等體積、等物質(zhì)的量濃度的NaX和弱酸HX混合后的溶液pH>7,則一定有:c(Na+)>c(HX)>c(X-)>c(H+)>c(OH-)
B. 1L0.1molL-1CuSO4·(NH4)2SO46H2O的溶液中:c(SO42-)>c(NH4+)>c(Cu2+)>c(H+)>c(OH-)
C. 0.1molL-1NaHCO3溶液中:c(Na+)+c(H+)+c(H2CO3)≠c(HCO3-)+c(CO32-)+c(OH-)
D. 物質(zhì)的量濃度分別為c1和c2的兩種醋酸溶液,若其pH分別為a和a+1,則c1>10c2
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【題目】有五種短周期主族元素 X、 Y、 Z、 R、 Q, 它們的原子序數(shù)逐漸增大; 在周期表中的相對位置如圖所示,Z是組成葉綠素的金屬元素。下列說法錯誤的是
A.工業(yè)上都用電解法制Z、R單質(zhì)
B.X和Y 的單質(zhì)熔點(diǎn): X<Y
C.Z、R、Y 的簡單離子半徑: Y>Z>R
D.Y和Q的最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性:Y>Q
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【題目】氮化硼(BN)是一種重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂為起始物,經(jīng)過一系列反應(yīng)可以得到BF3和BN,如圖所示。下列敘述錯誤的是( )
A.H3BO3在水溶液中發(fā)生H3BO3+H2OH++[B(OH4)],可知H3BO3是一元弱酸
B.六方氮化硼在高溫高壓下,可以轉(zhuǎn)化為立方氮化硼,其結(jié)構(gòu)與金剛石相似,立方氮化硼晶胞中含有4個氮原子、4個硼原子
C.NH4BF4(氟硼酸銨)是合成氮化硼納米管的原料之一,lmolNH4BF4含有配位鍵的數(shù)目為NA
D.由B2O3可制備晶體硼,晶體硼的熔點(diǎn)2573K,沸點(diǎn)2823K,硬度大,屬于共價晶體
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