【題目】碳、氮及其化合物在化工生產(chǎn)和國防工業(yè)中具有廣泛應(yīng)用。請回答:

(1)利用CO2的弱氧化性,開發(fā)了丙烷氧化脫氫制丙烯的新工藝。該工藝可采用鉻的氧化物為催化劑,其反應(yīng)機(jī)理如圖:

①圖中催化劑為__________________。

②該工藝可以有效消除催化劑表面的積炭,維持催化劑活性,原因是______________。

(2)現(xiàn)向三個(gè)體積均為2L的恒容密閉容器I、Ⅱ、Ⅲ中,均分別充入1molCO2molH2發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H1=90.1kJ/mol。三個(gè)容器的反應(yīng)溫度分別為T1T2、T3且恒定不變。當(dāng)反應(yīng)均進(jìn)行到5min時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)如圖所示,其中只有一個(gè)容器中的反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。

5min 時(shí)三個(gè)容器中的反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是容器__________(填序號)。

0-5min內(nèi)容器I中用CH3OH表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(CH3OH)=_________。(保留兩位有效數(shù)字)。

③當(dāng)三個(gè)容器中的反應(yīng)均達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),平衡常數(shù)最小的是容器_________。(填序號)

(3)在密閉容器中充入10molCO8 molNO,發(fā)生反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=762kJ·mo1,如圖為平衡時(shí)NO的體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系。

①由上圖判斷,溫度T1_____T2(填低于高于)。

②壓強(qiáng)為20MPa、溫度為T2下,若反應(yīng)進(jìn)行到10 min達(dá)到平衡狀態(tài),在該溫度下,如圖所示A、B、C對應(yīng)的pA(CO2)、pB(CO2)、pC(CO2)從大到小的順序?yàn)?/span>_________

③若在D點(diǎn)對反應(yīng)容器降溫的同時(shí)縮小體積至體系壓強(qiáng)增大,重新達(dá)到的平衡狀態(tài)可能是圖中A~G點(diǎn)中的__________點(diǎn)。

【答案】CrO3 碳與CO2反應(yīng)生成CO,脫離催化劑表面 III 0.067mol/(Lmin) III 低于 pC(CO2)>pB(CO2)>pA(CO2) G

【解析】

(1)①根據(jù)反應(yīng)機(jī)理圖確定每一步反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物,從而確定催化劑;
②結(jié)合CCO2的反應(yīng)分析;

(2)①對于某一可逆反應(yīng),當(dāng)其它條件一定時(shí),溫度越高,反應(yīng)速率越快,越早達(dá)到平衡狀態(tài);
②列三段式計(jì)算:

③平衡常數(shù)只受溫度的影響,根據(jù)溫度對平衡移動的影響分析判斷;

(3)①根據(jù)溫度對平衡移動的影響分析判斷;

②根據(jù)壓強(qiáng)對平衡移動的影響分析判斷;

③同時(shí)結(jié)合溫度和壓強(qiáng)對平衡移動的影響分析判斷。

(1)①由反應(yīng)機(jī)理圖可知,反應(yīng)(ⅰ)中反應(yīng)物為C3H8CrO3,生成物為C3H6、H2OCr2O3,反應(yīng)(ⅰi)中反應(yīng)物為Cr2O3CO2,生成物為COCrO3,由此可知反應(yīng)(ⅰ)消耗CrO3,反應(yīng)(ⅰi)生成CrO3,反應(yīng)前后CrO3不變,則催化劑為CrO3,故答案為:CrO3;

②碳與CO2反應(yīng)生成CO,脫離催化劑表面,因此該工藝可以有效消除催化劑表面的積炭,維持催化劑的活性,故答案為:碳與CO2反應(yīng)生成CO,脫離催化劑表面;

(2)①對于某一可逆反應(yīng),當(dāng)其它條件一定時(shí),溫度越高,反應(yīng)速率越快,應(yīng)越早達(dá)到平衡狀態(tài),由圖像可知,T1T2T3T3溫度最高,當(dāng)反應(yīng)均進(jìn)行到5min時(shí),只有一個(gè)容器中的反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài),只能是III容器,故答案為:III;
②設(shè)轉(zhuǎn)化CO的物質(zhì)的量為x,列三段式(單位為mol)

,I容器中的氫氣的體積分?jǐn)?shù)為40%,因此有

,則x=mol,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式,,故答案為:0.067mol/(Lmin);
③平衡常數(shù)只受溫度的影響,此反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高,平衡向逆反應(yīng)方向移動,化學(xué)平衡常數(shù)減小,因此化學(xué)平衡常數(shù)最小的是III,故答案為:III;

(3)①此反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,NO的體積分?jǐn)?shù)會增大,則T1低于T2,故答案為:低于;

②此反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡正向移動,二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)增大,分壓增大,故答案為:pC(CO2)pB(CO2)pA(CO2)

③由于此反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng),若在D點(diǎn)對反應(yīng)容器降溫的同時(shí)縮小體積至體系壓強(qiáng)增大,則平衡會正向移動,NO的體積分?jǐn)?shù)減小,重新達(dá)到的平衡狀態(tài)可能是圖中G點(diǎn),故答案為:G。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】AB、C、D四種元素,原子序數(shù)依次增大,A原子的最外層上有4個(gè)電子;B的陰離子和C的陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu),兩元素的單質(zhì)反應(yīng)生成一種淡黃色的固體E;DL層電子數(shù)等于K、M兩個(gè)電子層的電子數(shù)之和。

(1)C2D電子式為__________,D原子的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相等,D的原子組成符號為______。

(2)用電子式表示A、B兩元素形成AB2的過程_______________________________。

(3)EA的最高價(jià)氧化物反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________。

(4)足量的AB2C的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】將圖中所列儀器組裝為一套實(shí)驗(yàn)室蒸餾工業(yè)酒精的裝置,并進(jìn)行蒸餾。

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1)圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種儀器的名稱是__、__、__。

2)將以上儀器按()→()順序,用字母abc…表示連接順序。

e_____________________,______________,______________。

3)Ⅰ儀器中c口是__,d口是__。(進(jìn)水口出水口”)

4)蒸餾時(shí),溫度計(jì)水銀球應(yīng)放在__位置。

5)在Ⅱ中注入工業(yè)酒精后,加幾片碎瓷片的目的是__。

6)給Ⅱ加熱,收集到沸點(diǎn)最低的餾分是__。收集到78℃左右的餾分是__。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】鋇在氧氣中燃燒時(shí)得到一種鋇的氧化物晶體,結(jié)構(gòu)如圖所示,有關(guān)說法不正確的是( 。

A. 該晶體屬于離子晶體

B. 晶體的化學(xué)式為Ba2O2

C. 該晶體晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl相似

D. 與每個(gè)Ba2+距離相等且最近的Ba2+共有12個(gè)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】東晉《華陽國志·南中志》卷四中已有關(guān)于白銅的記載,云南鎳白銅(銅鎳合金)聞名中外,曾主要用于造幣,亦可用于制作仿銀飾品;卮鹣铝袉栴}:

(1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為____________,3d能級上的未成對電子數(shù)為________。

(2)硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍(lán)色溶液。

[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的立體構(gòu)型是__________。

②在[Ni(NH3)6]2Ni2NH3之間形成的化學(xué)鍵稱為________,提供孤電子對的成鍵原子是________。

③氨的沸點(diǎn)________(高于低于”)(PH3),原因是___________;氨是________分子(極性非極性”),中心原子的軌道雜化類型為________。

(3)單質(zhì)銅及鎳都是由________鍵形成的晶體。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】SO2是一種重要的氧化物,可用于生產(chǎn)三氧化硫、硫酸、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽,也可用作熏蒸劑、防腐劑、消毒劑、還原劑等。

(1)SO2性質(zhì)多變,若將SO2氣體通入氫硫酸中,能看到的現(xiàn)象為:__________,該反應(yīng)中SO2表現(xiàn)出______;若將SO2氣體通入酸性高錳酸鉀溶液中,離子反應(yīng)方程式為_________,該反應(yīng)中SO2表現(xiàn)出__________性。

(2)SO2有毒,且能形成酸雨,是大氣主要污染物之一。石灰-石膏法和堿法是常用的煙氣脫硫法。石灰-石膏法的吸收原理:SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4·2H2O堿法的吸收原理:將含SO2的尾氣通入足量的燒堿溶液中,請寫出對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式__________;

已知:

試劑

Ca(OH)2

NaOH

價(jià)格(/kg)

0.36

2.9

余石灰-石膏法相比,堿法的優(yōu)點(diǎn)是吸收快、效率高,缺點(diǎn)是__________;

(3)在石灰-石膏法和堿法的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了雙堿法,能實(shí)現(xiàn)物料循環(huán)利用。

上述方法中,實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用的物質(zhì)是__________,請用化學(xué)方程式表示在Na2SO3溶液中加入CaO后的反應(yīng)原理__________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】CO2中,Mg燃燒生成MgOC。下列說法正確的是( )

A. 元素C的單質(zhì)只存在金剛石和石墨兩種同素異形體

B. MgMgO中鎂元素微粒的半徑:r(Mg2)>r(Mg)

C. 在該反應(yīng)條件下,Mg的還原性強(qiáng)于C的還原性

D. 該反應(yīng)中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室制備1,2-二溴乙烷的反應(yīng)原理如下:

CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O

CH2=CH2Br2 BrCH2CH2Br

可能存在的主要副反應(yīng)有:乙醇在濃硫酸的存在下在140 ℃脫水生成乙醚

用少量溴和足量的乙醇制備1,2-二溴乙烷的裝置如圖所示:

有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下:

乙醇

1,2-二溴乙烷

乙醚

狀態(tài)

無色液體

無色液體

無色液體

密度/(g·cm-3)

0.79

2.2

0.71

沸點(diǎn)/

78.5

132.

34.6

熔點(diǎn)/

-130

9

-116

回答下列問題:

(1)在此制備實(shí)驗(yàn)中,要盡可能迅速地把反應(yīng)溫度提高到170 ℃左右,其最主要目的是________(填正確選項(xiàng)前的字母)。

a .引發(fā)反應(yīng) b. 加快反應(yīng)速度 c. 防止乙醇揮發(fā) d. 減少副產(chǎn)物乙醚生成

(2)在裝置C中應(yīng)加入________(填正確選項(xiàng)前的字母),其目的是吸收反應(yīng)中可能生成的酸性氣體。

a . b .濃硫酸 c .氫氧化鈉溶液 d .飽和碳酸氫鈉溶液

(3)判斷該制備反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束的最簡單方法是_______________________。

(4)1,2-二溴乙烷粗產(chǎn)品置于分液漏斗中加水,振蕩后靜置,產(chǎn)物應(yīng)在________(填“上”或“下”)。

(5)若產(chǎn)物中有少量未反應(yīng)的Br2,最好用________(填正確選項(xiàng)前的字母)洗滌除去。

a b 氫氧化鈉溶液 c 碘化鈉溶液 d 乙醇

(6)若產(chǎn)物中有少量副產(chǎn)物乙醚,可用________的方法除去。

(7)反應(yīng)過程中應(yīng)用冷水冷卻裝置D,其主要目的是_______________________;但又不能過度冷卻(如用冰水),其原因是_______________________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】短周期元素W、XY、Z的原子序數(shù)依次增大。W的氣態(tài)氫化物遇濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)色,X是地殼中含量最高的元素,Y在同周期主族元素中原子半徑最大,ZY形成的化合物的化學(xué)式為YZ。下列說法不正確的是

A.W在元素周期表中的位置是第二周期VA

B.用電子式表示的形成過程為:

C.同主族中Z的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性最強(qiáng)

D.XY形成的兩種常見的化合物中,陽離子和陰離子的個(gè)數(shù)比均為2:1

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