【題目】乙烯是重要的基本化工原料,以乙烷為原料生產(chǎn)乙烯有多種方法。
I.乙烷裂解脫氫法。該方法的反應(yīng)為:C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) △H=akJ/mol
(1)已知101kPa,298K時(shí),C(s)和H2(g)生成lmoC2H6(g)、1molC2H4(g)的△H分別為-84.7 kJ/mol、+52.3kJ/mol。則a=___________。
II.乙烷氧化脫氫法,在原料氣中加入氧氣,乙烷氧化脫氫的反應(yīng)如下:2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g) △H<0,副反應(yīng)都為放熱反應(yīng),副產(chǎn)物有CH4(g)、CO(g)、CO2(g)。原料氣(70.1%空氣、29.9%C2H6)在反應(yīng)器中停留15s,獲得相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
反應(yīng)溫度/℃ | 乙烷轉(zhuǎn)化率/% | 乙烯選擇性/% | 產(chǎn)率/% |
750 | 80.5 | 62.9 | 50.6 |
800 | 85.6 | 64.5 | 55.2 |
850 | 92.2 | 63.2 | 58.3 |
900 | 97.6 | 59.0 | 57.6 |
(2)①反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=___________,K(750℃)___________K(900℃)(填“>”、“<”、“=”)
②當(dāng)溫度超過(guò)800℃時(shí),乙烯的選擇性降低,其主要原因可能是________________。
III.催化氧化脫氫法。以Mo-V-Nb-Sb的氧化物為催化劑,在常壓、380℃下,反應(yīng)速率與氧氣分壓[P(O2)]、乙烷分壓[P(C2H6)的關(guān)系如下圖所示。
(3)已知該反應(yīng)的速率方程為v=kPm(O2)·Pn(C2H6),則m=___________,n=___________。
IV質(zhì)子膜燃料電池法。
(4)乙烷氧化制乙烯會(huì)產(chǎn)生CO2的大量排放,近年研究人員開(kāi)發(fā)了乙烷氧化制乙烯的質(zhì)子膜燃料電池(SOFC),該燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為__________,這種電池工作過(guò)程中沒(méi)有CO2排放,原因是______________。
【答案】+137.0 > 副反應(yīng)速率變大(或副反應(yīng)增多) m=0 n=1 C2H6-2e-=C2H4+2H+ 質(zhì)子膜將氧氣和乙烷、乙烯隔開(kāi),使脫氫和氧化分開(kāi)進(jìn)行,所以沒(méi)有CO2產(chǎn)生
【解析】
(1)先分別寫出C與H2轉(zhuǎn)化為乙烷、乙烯的熱化學(xué)方程式,然后將兩個(gè)式子相減,即可得相應(yīng)的熱化學(xué)方程式,確定a的值;
(2)①根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的含義書(shū)寫其表達(dá)式;化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),利用平衡移動(dòng)原理分析判斷;
②從有機(jī)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生時(shí)伴隨的副反應(yīng)分析判斷;
(3)①分析圖象中v與p(O2)、p(C2H6)的關(guān)系進(jìn)行判斷;
(4)乙烷氧化制乙烯的質(zhì)子膜燃料電池(SOFC),乙烷在負(fù)極失氫被氧化,發(fā)生氧化反應(yīng),據(jù)此寫出該燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式;燃料電池將氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)分開(kāi)為兩個(gè)半反應(yīng)。
(1)根據(jù)題意可得熱化學(xué)方程式:①2C(s)+3H2(g)=C2H6(g) △H=-84.7kJ/mol
②2C(s)+2H2(g)=C2H4(g) △H=+52.3kJ/mol,②—①,整理,可得C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) △H=+137kJ/mol;
(2)①化學(xué)平衡常數(shù)是可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),各種生成物濃度冪之積與各種反應(yīng)物濃度冪之積的比,所以反應(yīng)2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g) △H<0的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為:K=;化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),由于該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)減小,所以K(750℃)>K(900℃);
②在發(fā)生主反應(yīng)時(shí),還伴有副反應(yīng)發(fā)生,產(chǎn)生的副產(chǎn)物有CH4(g)、CO(g)、CO2(g)。當(dāng)溫度超過(guò)800℃時(shí),乙烯的選擇性降低,主要原因可能是副反應(yīng)增多,且溫度升高,副反應(yīng)速率變大;
(3)根據(jù)反應(yīng)速率與p(O2)關(guān)系可知:無(wú)論p(O2)如何變化,反應(yīng)速率都不發(fā)生變化,說(shuō)明pm(O2)=1,則m=0;再分析v與Pn(C2H6)的關(guān)系可知:二者呈正比,所以n=1;
(4)乙烷變?yōu)橐蚁,發(fā)生氧化反應(yīng),所以該燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為C2H6-2e-=C2H4+2H+;質(zhì)子膜將負(fù)極乙烷變乙烯的氧化反應(yīng)與正極上O2獲得電子的反應(yīng)分開(kāi)進(jìn)行,所以沒(méi)有CO2產(chǎn)生。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】苦杏仁酸在醫(yī)藥工業(yè)可用于合成頭孢羥唑、羥芐唑、匹莫林等的中間體,下列路線是合成苦杏仁酸及其衍生物的一種方法:
(1)試寫出B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_____,C中官能團(tuán)的名稱為_____。
(2)反應(yīng)①的反應(yīng)類型為_____,D的核磁共振氫譜共有_____組峰。
(3)1molE最多可以與_____molNaOH反應(yīng)。反應(yīng)③的化學(xué)方程式為_____。
(4)兩個(gè)C分子可以反應(yīng)生成具有三個(gè)六元環(huán)的化合物F,則F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_____。
(5)寫出滿足下列條件的C的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_____。
A.既能發(fā)生銀鏡反應(yīng),又能發(fā)生水解反應(yīng)
B.遇FeCl3能顯紫色
C.苯環(huán)上具有兩個(gè)位于對(duì)位的取代基
(6)已知:RCH2COOHRCHClCOOH,請(qǐng)以冰醋酸為原料(無(wú)機(jī)試劑任選)設(shè)計(jì)制備聚乙醇酸()的合成路線_____。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法或表示方法中正確的是
A. 氫氣的燃燒熱為285.8 kJ·mol-1,則氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
B. 等質(zhì)量的硫蒸氣和硫粉分別完全燃燒,后者放出的熱量多
C. 某密閉容器盛有0.1 mol N2和0.3 mol H2,在一定條件下充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目小于0.6×6.02×1023
D. 已知中和熱為57.3 kJ·mol-1,若將含0.5 mol H2SO4的濃硫酸溶液與含1 mol NaOH的溶液混合,放出的熱量要小于57.3 kJ
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】短周期W、X、Y、Z、Q五種元素的原子序數(shù)依次遞增,W和Z位于同一主族。已知W的氫化物可與Q單質(zhì)在光照條件下反應(yīng)生成多種化合物,且Y、Q形成一種共價(jià)化合物,X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物可與Z單質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生常見(jiàn)的還原性氣體單質(zhì)E。下列說(shuō)法不正確的是( )
A. X、Z的最高價(jià)氧化物相互化合,生成的產(chǎn)物可用作防火劑
B. Y、Q形成的化合物是強(qiáng)電解質(zhì)
C. W、X、Q三種元素都能形成多種氧化物
D. 電解X、Q元素組成的化合物的飽和溶液常被用于實(shí)驗(yàn)室制備E單質(zhì)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】(1)某氣態(tài)氧化物的化學(xué)式為RO2,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1.28g該氧化物的體積為448mL,則R的摩爾質(zhì)量為___。
(2)已知CO、SO2的混合氣體質(zhì)量共18.4g,標(biāo)準(zhǔn)狀況下休積為8.96L,則可推知該混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為___。
(3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下9.03×1023個(gè)CH4所占的體積為___,與___個(gè)NH3含有相同數(shù)目的氫原子。
(4)與16gN2H4所含有分子數(shù)相同的氧氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)是___L。
(5)質(zhì)量比為51:28的NH3、CO所含質(zhì)子數(shù)之比為___。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】(1)利用反應(yīng)Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2設(shè)計(jì)成如圖所示原電池,回答下列問(wèn)題:
①寫出電極反應(yīng)式:正極__________________________ ;
②圖中X溶液是_______________,
③原電池工作時(shí),鹽橋中的________(填“陽(yáng)”或“陰”)離子向X溶液方向移動(dòng)。
(2)如圖是一個(gè)化學(xué)過(guò)程的示意圖。
①甲池中OH-移向__________極(填“CH3OH”或“O2”)。
②寫出通入CH3OH的電極的電極反應(yīng)式_______________。
③乙池中總反應(yīng)的離子方程式___________________。
④當(dāng)乙池中B(A g)極的質(zhì)量增加5.40g,若此時(shí)乙池中溶液的體積為500ml,則溶液的C(H+)是___________;此時(shí)丙池某電極析出1.60g某金屬,則丙中的某鹽溶液可能是______________(填序號(hào))。A.MgSO4 B.CuSO4 C.NaCl D.AgNO3
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某溫度時(shí),在2 L的密閉容器中,X、Y、Z(均為氣體)三種物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。
(1)由圖中所給數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ;
(2)反應(yīng)從開(kāi)始至2分鐘,用Z的濃度變化 表示的平均反應(yīng)速率為v(Z)= ;
(3)2min反應(yīng)達(dá)平衡容器內(nèi)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量比起始時(shí) (填增大、減小或不變);混合氣體密度比起始時(shí) (填增大、減小或不變)。
(4)將a mol X與b mol Y的混合氣體發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)到某時(shí)刻各物質(zhì)的量恰好滿足:n (X) = n (Y) = n (Z),則原混合氣體中a : b = 。
(5)下列措施能加快反應(yīng)速率的是 。
A.恒壓時(shí)充入He
B.恒容時(shí)充入He
C.恒容時(shí)充入X
D.及時(shí)分離出Z
E.升高溫度
F.選擇高效的催化劑
(6)下列說(shuō)法正確的是 。
A.升高溫度改變化學(xué)反應(yīng)的限度
B.已知正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度平衡向右移動(dòng),正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率減慢
C.化學(xué)反應(yīng)的限度與時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)關(guān) D.化學(xué)反應(yīng)的限度是不可能改變的
E. 增大Y的濃度,正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率減慢
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,①和②為兩個(gè)體積相同的固定容器,圖中“○”和“”分別表示氫原子和氧原子,則下列說(shuō)法正確的是( )
A. H2、O2均能發(fā)生化合反應(yīng),但不能發(fā)生置換反應(yīng)
B. ①和②中氣體的質(zhì)量之比為1∶8
C. 若①中的H2為1 mol,則②中所含原子總數(shù)為3.01×1023個(gè)
D. 兩容器的溫度和壓強(qiáng)均相同
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】有關(guān)飽和鏈烴的敘述,錯(cuò)誤的是
A. 都是可燃物 B. 特征反應(yīng)是取代反應(yīng)
C. 隨碳原子個(gè)數(shù)增加,沸點(diǎn)依次升高 D. 隨氫原子個(gè)數(shù)增加,含氫量升高
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