【題目】丙烯是僅次于乙烯的有機(jī)化工原料,可由丙烷脫氫氧化制取。丙烷脫氫氧化工藝包含的反應(yīng)有:
主反應(yīng):①C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) △H1=+124.27 kJ·mol-1(脫氫反應(yīng))
②H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H2=-241.82 kJ·mol-1(燒氫反應(yīng))
副反應(yīng):③C3H8(g)CH4(g)+C2H4(g) △H3=+81.30 kJ·mol-1
④C2H4(g)+H2(g)C2H6(g) △H4=-136.94 kJ·mol-1
⑤C3H8(g)+H2(g)CH4(g)+C2H6(g) △H5
回答下列問題:
(1)△H5=____kJ·mol-1。
(2)圖1是制備工藝中一些反應(yīng)平衡常數(shù)的對(duì)數(shù)值與溫度的關(guān)系圖,欲提高丙烯的產(chǎn)率,能否盡可能的提高反應(yīng)溫度?_________,其原因是__________________。除溫度外,下列還可提高丙烯產(chǎn)率的措施有_________(填序號(hào))
A 降低壓強(qiáng) B 增大壓強(qiáng)
C 采用選擇性優(yōu)良的催化劑 D 選擇性的氧化消除部分氫氣
(3)實(shí)際脫氫工藝中常常通入水蒸汽,以改變丙烷的平衡轉(zhuǎn)化率。圖2為常壓、600~1000K時(shí),不同水烴比M下丙烷脫氫反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率變化圖。由圖可知,常壓、溫度恒定時(shí)水烴比對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響規(guī)律為____________。設(shè)某溫度、1 atm(記為p0)下丙烷的脫氫轉(zhuǎn)化率為y,加入反應(yīng)體系的水蒸汽與原料丙烷的物質(zhì)的量之比為M,則脫氫反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=____(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),寫出表達(dá)式即可)。
(4)當(dāng)反應(yīng)溫度為923K時(shí),計(jì)算可知脫氫反應(yīng)的反應(yīng)熱為+115.66 kJ·mol-1,燒氫反應(yīng)的反應(yīng)熱為-237.75 kJ·mol-1,為保證燒氫所放熱量完全滿足脫氫吸熱之用(假設(shè)脫氫率為100%),則燒氫率應(yīng)大于_____;由此可見,燒氫過程不僅可以提高丙烷脫氫的轉(zhuǎn)化率,還可以_________。
【答案】-55.64 不能 在高溫下副反應(yīng)③比脫氫反應(yīng)更容易進(jìn)行 ACD 水烴比越大,脫氫反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率越高 48.6% 降低能耗
【解析】
(1)由題目中給出的熱化學(xué)方程式之間的關(guān)系可得=+;
(2)由圖1可知,在高溫下副反應(yīng)③比脫氫反應(yīng)更容易進(jìn)行;提高丙烯產(chǎn)率可以使主反應(yīng)正向進(jìn)行,或加快主反應(yīng)速率,抑制副反應(yīng)的發(fā)生;
(3)水烴比值越大,相當(dāng)于只有烴分解,擴(kuò)大體積,減小壓強(qiáng),比值越大,正向移動(dòng)程度越大;根據(jù)“三段式”計(jì)算出C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)平衡時(shí)每種物質(zhì)的物質(zhì)的量關(guān)系,進(jìn)而進(jìn)行計(jì)算;
(4)燒氫放出的熱量為脫氫提供熱量,依據(jù)量的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。
(1)由③C3H8(g)CH4(g)+C2H4(g) △H3=+81.30 kJ·mol-1
④C2H4(g)+H2(g)C2H6(g) △H4=-136.94 kJ·mol-1
可知⑤C3H8(g)+H2(g)CH4(g)+C2H6(g)可以由③+④得到,所以=+=+81.30kJ·mol-1+(-136.94kJ·mol-1)=-55.64kJ·mol-1;
(2)由圖可知,欲提高丙烯的產(chǎn)率,不能盡可能的提高反應(yīng)溫度,因?yàn)樵诟邷叵赂狈磻?yīng)③比脫氫反應(yīng)更容易進(jìn)行;降低壓強(qiáng)、選擇性的氧化消除部分氫氣可以使主反應(yīng)正向進(jìn)行,采用選擇性優(yōu)良的催化劑可以加快主反應(yīng)速率,降低副反應(yīng)進(jìn)行程度,提高丙烯產(chǎn)率;
(3)水烴比值越大,相當(dāng)于只有烴分解,擴(kuò)大體積,減小壓強(qiáng);比值越大,正向移動(dòng)程度越大,即水烴比越大,脫氫反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率越高;
假設(shè)丙烷為1mol,則有:
Kp===;
(4)由題意可知,燒氫放出的熱量為脫氫提供熱量,依據(jù)量的關(guān)系可得:燒氫率應(yīng)大于=48.6%,由此可見,燒氫過程不僅可以提高丙烷脫氫的轉(zhuǎn)化率,還可以降低能耗。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)室一試劑瓶的標(biāo)簽嚴(yán)重破損,只能隱約看到下列一部分“”取該試劑瓶中的試劑,通過燃燒實(shí)驗(yàn)測(cè)得:16.6g 該物質(zhì)完全燃燒得到39.6g CO2與9g H2O.
(1)通過計(jì)算可知該有機(jī)物的分子式為:______.
(2)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)可知:
①該物質(zhì)能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成無(wú)色無(wú)味氣體.
②16.6g 該物質(zhì)與足量金屬鈉反應(yīng)可生成氫氣2.24L(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況).則該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)可能有__種,請(qǐng)寫出其中任意兩種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式____.
(3)若下列轉(zhuǎn)化中的D是中可能結(jié)構(gòu)中的一種,且可發(fā)生消去反應(yīng);E含兩個(gè)六元環(huán);取C在NaOH水溶液中反應(yīng)后的混合液,加入足量硝酸酸化后,再加入硝酸銀溶液,出現(xiàn)白色沉淀.
A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_____.
(4)寫出A轉(zhuǎn)化成B的化學(xué)方程式:_____.
(5)反應(yīng)類型:C→D的①____,D→E_____.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某溶液X含有K+、Mg2+、Fe3+、Al3+、Fe2+、Cl-、CO32-、OH-、SiO32-、NO3-、SO42-中的幾種,已知該溶液中各離子物質(zhì)的量濃度均為0.2mol·L-1(不考慮水的電離及離子的水解)。為確定該溶液中含有的離子,現(xiàn)進(jìn)行了如下的操作:
下列說(shuō)法正確的是
A.無(wú)色氣體可能是NO和CO2的混合物
B.原溶液可能存在Fe3+
C.溶液X中所含離子種類共有4種
D.另取l00mL原溶液X,加入足量的NaOH溶液,充分反應(yīng)后過濾,洗滌,灼燒至恒重,理論上得到的固體質(zhì)量為2.4g
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】聚合硫酸鐵、明礬可用作凈水劑。某課題組擬以廢棄的鋁鐵合金為原料制備聚合硫酸鐵和明礬,設(shè)計(jì)化工流程如下:
已知:聚合硫酸鐵能溶于水,微溶于乙醇,其化學(xué)式可表示為[Fe2(OH)x(SO4)y]n。
(1)在聚合硫酸鐵中,x、y之間的關(guān)系是_______________。試劑X中溶質(zhì)的化學(xué)式為______。
(2)寫出上述流程圖中的“氧化”的離子方程式:______________該設(shè)計(jì)存在缺陷,請(qǐng)?zhí)岢龈倪M(jìn)意見;________
(3)加入試劑Y的目的是為了調(diào)節(jié)溶液的pH,若Y為氧化物,寫出調(diào)節(jié)pH的離子方程式:_____
(4)已知常溫下Fe(OH)3和Mg(OH)2的Ksp分別為8.0×10-38、1.0×10-11,向濃度均為0.1mol/L的FeCl3、MgCl2 的混合溶液中加入堿液,要使Fe3+ 剛好完全沉淀的pH為____,而Mg2+剛好開始要沉淀的pH為__________。(已知lg 2=0.3)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法正確的是
A.1 L 1mol·L-1的NH4Fe(SO4)2溶液中,Fe3+數(shù)目與SO42-數(shù)目之比為1:2
B.標(biāo)況下,22.4 L NO2與足量水反應(yīng)生成0.5NA個(gè)NO分子
C.1 mol石墨和金剛石的混合物中,含碳碳鍵數(shù)目為4NA
D.K37ClO3+6H35Cl=3Cl2↑+KCl+3H2O若該反應(yīng)轉(zhuǎn)移5NA個(gè)電子,則生成212 g Cl2
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列有關(guān)物質(zhì)的分類或歸類正確的是
A.化合物:CaCl2、燒堿、聚苯乙烯、HD
B.電解質(zhì):明礬、膽礬、冰醋酸、硫酸鋇
C.同系物:CH2O2、C2H4O2、C3H6O2、C4H8O2
D.同位素:、、
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】常溫下,用0.1000 mol·L-1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L-1HA溶液,滴定曲線如圖。下列說(shuō)法不正確的是
A. 常溫下,HA電離常數(shù)為1.0×10-6
B. 點(diǎn)②所示溶液中:c(Na+)< c(HA)+c(A-)
C. 點(diǎn)③所示溶液中:c(Na+)> c(A-)> c(OH-)>c(H+)
D. 從點(diǎn)①到點(diǎn)③的滴定過程中,水的電離程度不變
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】碳是一種極其重要的元素,工業(yè)上,生活中到處可見。
(1)碳原子核外有________種能量不同的電子,這些電子占據(jù)了______個(gè)紡錘形軌道。
(2)下列方法可以比較碳與硫的非金屬性強(qiáng)弱的是__________
a.比較原子最外層電子數(shù)多少 b.比較其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性
c.比較氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性 d.比較單質(zhì)的熔沸點(diǎn)高低
(3)煤的氣化是煤高效潔凈利用的方向之一。在一定溫度下的某容積可變的密閉容器中 建立下列化學(xué)平衡:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)-Q,可認(rèn)定該可逆反應(yīng)在一定條件下已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_____(選填序號(hào))。
a.體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化 b.v正(CO)=v逆(H2O)
c.生成n molCO的同時(shí)生成n mol H2 d.1mol H-H鍵斷裂同時(shí)斷裂2mol H-O鍵
(4)若上述化學(xué)平衡狀態(tài)從正反應(yīng)開始建立,達(dá)到平衡后,給平衡體系加壓(縮小體積),則容器內(nèi)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量將______(填寫不變、變小、變大、無(wú)法確定)。若工業(yè)上以此方法生產(chǎn)水煤氣,提高產(chǎn)率的措施為____。(寫出兩條措施)
(5)空氣中的CO2濃度增大,會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng),有人提出將CO2通過管道輸送到海底,這可減緩空氣中CO2濃度的增加。但長(zhǎng)期下去,海水的酸性也將增強(qiáng),破壞海洋的生態(tài)系統(tǒng)。請(qǐng)你結(jié)合CO2的性質(zhì),從平衡角度分析酸性增強(qiáng)原因 _____________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】直接排放含SO2的煙氣會(huì)危害環(huán)境。利用工業(yè)廢堿渣(主要成分Na2CO3)可吸收煙氣中的SO2并制備無(wú)水Na2SO3,其流程如圖。
下列說(shuō)法中不正確的是
A.吸收塔中的溫度不宜過高,原因可能是防止SO2的溶解度下降
B.為提高NaHSO3的產(chǎn)率,應(yīng)控制吸收塔中溶液為弱堿性
C.吸收塔中生成HSO3-的離子方程式是2SO2+CO32-+H2O=2HSO3-+CO2↑
D.操作②為蒸餾水洗滌、干燥,得無(wú)水Na2SO3固體
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