【題目】乙醚是一種重要的醫(yī)用麻醉劑,研究乙醇在催化劑A存在的條件下的脫水反應(yīng),對乙醚和酒精的工業(yè)生產(chǎn)都有重要意義,乙醇脫水涉及下列兩個反應(yīng)之間的競爭:
脫水制乙烯Ⅰ:C2H5OH(g)C2H4(g)+H2O(g) △H1 K1
脫水制乙醚Ⅱ:2C2H5OH(g)C2H5OC2H5(g)+H2O(g) △H2 K2
研究所得相關(guān)信息如下:
①壓強(qiáng)平衡常數(shù)與溫度之間的關(guān)系
②不同溫度下乙醇的轉(zhuǎn)化率及選擇性
反應(yīng)溫度(K) | 乙醇轉(zhuǎn)化率(%) | 乙烯選擇性(%) | 乙醚選擇性(%) | 副產(chǎn)物選擇性(%) |
373 | 25.22 | 4.38 | 94.52 | 1.10 |
423 | 54.25 | 52.24 | 46.71 | 1.05 |
523 | 95.20 | 96.87 | 2.15 | 0.98 |
根據(jù)上述信息回答下列問題:
(1)若反應(yīng):2C2H4(g)+H2O(g)C2H5OC2H5(g)的焓變?yōu)?/span>△H3,平衡常數(shù)為K3,則△H3=_________(用含有△H1、△H2的式子表達(dá));K3=____________(用含有K1、K2的式子表達(dá))。
(2)△H1____0(填“>”、“ <”或“=”);乙醚的選擇性是指用于生成乙醚的乙醇占反應(yīng)消耗總乙醇量的百分比,表中數(shù)據(jù)表明:隨著溫度升高,乙醚選擇性降低,簡述理由:______________。
(3)除了改變溫度外,請再提供一種提高乙醚產(chǎn)率的可行方法__________________________。
(4)為研究乙烯水合法合成乙醇,T℃時,可以認(rèn)為只有反應(yīng)Ⅰ,向體積為1L的密閉容器中投入0.6mol水和1mol乙烯,5min后恰好達(dá)到平衡。平衡后則得乙烯的轉(zhuǎn)化率為5%,容器內(nèi)的總壓為7.75MPa,則
(5)向(4)中的容器中再加入0.6mol水和1mol乙烯,平衡后,乙烯的轉(zhuǎn)化率___________(填“增大”、“ 減小”或“不變”)。
【答案】 ΔH2-2ΔH1 > 因為ΔH1>0,而ΔH2<0,升溫推動Ⅰ平衡右移,而Ⅱ平衡左移,有利于乙烯的生成而不利于乙醚的生成,故乙醚的選擇性降低 縮小體積增大壓強(qiáng)、分離乙醚或者改用選擇性更高的催化劑等等 0.01mol·L-1·min-1 52.25MPa 增大
【解析】試題分析:(1)根據(jù)蓋斯定律計算△H3;根據(jù) 、 、 分析;(2) 根據(jù)壓強(qiáng)平衡常數(shù)與溫度之間的關(guān)系圖,反應(yīng)Ⅰ壓強(qiáng)平衡常數(shù)隨溫度升高而增大;根據(jù)壓強(qiáng)平衡常數(shù)與溫度之間的關(guān)系,ΔH1>0,而ΔH2<0,升溫推動Ⅰ平衡右移,而Ⅱ平衡左移;(3)反應(yīng)Ⅱ正向移動可以提高乙醚產(chǎn)率;(4)利用“三段式”計算反應(yīng)速率和壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp;(5)根據(jù)等效平衡原理,向(4)中的容器中再加入0.6mol水和1mol乙烯,相當(dāng)于加壓;
解析:(1) Ⅰ:C2H5OH(g)C2H4(g)+H2O(g) △H1
Ⅱ:2C2H5OH(g)C2H5OC2H5(g)+H2O(g) △H2
根據(jù)蓋斯定律Ⅱ—Ⅰ×2得 2C2H4(g)+H2O(g)C2H5OC2H5(g) △H3=ΔH2-2ΔH1; 、 、,所以K3=;(2)反應(yīng)Ⅰ壓強(qiáng)平衡常數(shù)隨溫度升高而增大,所以正反應(yīng)吸熱△H1>0;根據(jù)壓強(qiáng)平衡常數(shù)與溫度之間的關(guān)系,ΔH1>0,而ΔH2<0,升溫推動Ⅰ平衡右移,而Ⅱ平衡左移,有利于乙烯的生成而不利于乙醚的生成,故乙醚的選擇性降低;(3)反應(yīng)Ⅱ正向移動可以提高乙醚產(chǎn)率,縮小體積增大壓強(qiáng)、分離出乙醚都能使反應(yīng)Ⅱ正向移動,所以提高乙醚產(chǎn)率的可行方法是縮小體積增大壓強(qiáng)、分離出乙醚;
(4)
則5min內(nèi)乙醇的的生成速率為 mol·L-1·min-1;Kp= 52.25MPa;(5)根據(jù)等效平衡原理,向(4)中的容器中再加入0.6mol水和1mol乙烯,相當(dāng)于加壓,增大壓強(qiáng),C2H5OH(g)C2H4(g)+H2O(g)反應(yīng)逆向移動,乙烯轉(zhuǎn)化率增大。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用陽極X和陰極Y電解Z的水溶液,電解一段時間后,再加入W,能使電解液復(fù)原的組合是( )
X | Y | Z | W | |
A | C | Fe | NaCl | H2O |
B | Pt | Cu | CuSO4 | CuSO4溶液 |
C | C | C | H2SO4 | H2O |
D | Ag | Fe | AgNO3 | AgNO3晶體 |
A. A B. B C. C D. D
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖是兩組物質(zhì)之間在一定的條件下相互轉(zhuǎn)化的過程.下列綠色植物通過光合作用說法不正確的是( )
A. 物質(zhì)X是氧氣
B. 綠色植物通過光合作用,將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
C. C6H12O6是碳、氫、氧三種元素組成的化合物
D. C6H12O6與X反應(yīng)生成二氧化碳和水屬于置換反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖為元素周期表前四周期的一部分,下列有關(guān)R、W、X、Y、Z五種元素的敘述中,正確的是( 。
A.W元素的第一電離能小于Y元素的第一電離能
B.Y、Z的陰離子電子層結(jié)構(gòu)都與R原子的相同
C.p能級未成對電子最多的是Z元素
D.X元素是電負(fù)性最大的元素
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是( )
A.NH4HCO3 受熱易分解,可用作化肥
B.稀硫酸具有酸性,可用于除去鐵銹
C.NH3 極易溶于水,可用作制冷劑
D.Al2O3 具有兩性,可用于電解冶煉鋁
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)化學(xué)用語表示正確的是( 。
A.K+的結(jié)構(gòu)示意圖:
B.B、基態(tài)氮原子的電子排布圖
C.水的電子式:
D.D、基態(tài)鉻原子(24Cr)的價電子排布式:3d44s2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】關(guān)于下列裝置的說法不正確的是( 。
A.裝置①是原電池,裝置②是電鍍池
B.裝置①中鹽橋內(nèi)的K+移向CuSO4溶液
C.裝置①②銅極均發(fā)生氧化反應(yīng)而溶解
D.裝置②中的Cu2+濃度保持不變
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】工業(yè)制玻璃時,發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
完成下列填空:
(1)鈉原子核外具有______種不同能量的電子,鈉元素在周期表中的位置為____________。
(2)在上述反應(yīng)中,反應(yīng)物和生成物的晶體類型共有_____種,寫出氣體產(chǎn)物的電子式_______________。
(3)上述物質(zhì)中的非金屬元素原子半徑由大到小順序為___________(用元素符號表示),下列能判斷它們的非金屬性強(qiáng)弱的依據(jù)是:________(選填編號)。
a. 氣態(tài)氫化物的熔沸點 b. 最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性
c. 氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性 d. 三種元素兩兩形成的化合物中電子對偏向
(4)常溫下,相同物質(zhì)的量濃度的和溶液中, _____ (填“>”、“<”或“=”)。
(5)向10mL一定濃度的溶液中逐滴加入0.1mol/L的稀鹽酸,加入鹽酸的體積與產(chǎn)生氣體的體積有如圖關(guān)系。由此可知原溶液的物質(zhì)的量濃度為__________。在滴入鹽酸的整個過程中,溶液中的變化情況是______________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鉻是用途廣泛的金屬元素.
(1)工業(yè)生產(chǎn)過程中易產(chǎn)生有害的含鉻廢水,含鉻廢水中存在下列平衡:Cr2O72﹣(橙色)+H2O2CrO42﹣(黃色)+2H+ . 處理該廢水常用還原沉淀法,其流程如圖所示.
已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10﹣38 , Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10﹣31
含鉻廢水 含Cr2O 的沸水 含Cr3+的沸水 Cr(OH)3沉淀
①Cr2O72﹣中鉻元素化合價為 .
②第I步轉(zhuǎn)化控制溶液的pH=2,該溶液顯色.
③第Ⅲ步沉淀反應(yīng)后,溶液中c(Fe3+)=2.0×10﹣12 molL﹣1 , 則c(Cr3+)=molL﹣1 .
(2)室溫下,初始濃度為1.0molL﹣1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72﹣)隨c(H+)的變化如圖所示.
①用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng) .
②根據(jù)A點數(shù)據(jù),計算該反應(yīng)的平衡常數(shù)值為 . 由圖可知,溶液酸性增強(qiáng),CrO42﹣平衡轉(zhuǎn)化率(填“增大”“減小”或“不變”).
③升高溫度,溶液中CrO42﹣的平衡轉(zhuǎn)化率減小,則該反應(yīng)的△H0(填“大于”“小于”或“等于”).
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