Question

【題目】研究化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)反應(yīng)限度具有重要意義�；卮鹣铝袉栴}：

(Ⅰ)某實(shí)驗(yàn)小組以H2O2分解為例，研究濃度、催化劑、溶液酸堿性對反應(yīng)速率的影響。在常溫下按照如下方案完成實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)編號	反應(yīng)物	催化劑
①	10mL2% H2O2溶液	無
②	10mL5% H2O2溶液	無
③	10mL5% H2O2溶液	1mL0.1molL-1FeCl3溶液
④	10mL5% H2O2溶液+少量HCl溶液	1mL0.1molL-1FeCl3溶液
⑤	10mL5% H2O2溶液+少量NaOH溶液	1mL0.1molL-1FeCl3溶液

（1）實(shí)驗(yàn)①和②的目的是____________________________。實(shí)驗(yàn)時(shí)由于較長時(shí)間沒有觀察到明顯現(xiàn)象而無法得出結(jié)論。資料顯示，通常條件下H2O2穩(wěn)定，不易分解。為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，你對原�?shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)措施是_________________________________________。

（2）實(shí)驗(yàn)③、④、⑤中，測得生成氧氣的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖。分析圖能夠得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是__________________________________。

(Ⅱ)丙烯腈（CH2=CHCN）是一種重要的化工原料，工業(yè)上可用“丙烯氨氧化法”生產(chǎn)，主要副產(chǎn)物有丙烯醛（CH2=CHCHO）和乙腈CH3CN等。

（1）以丙烯、氨、氧氣為原料，在催化劑存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副產(chǎn)物丙烯醛（C3H4O）的熱化學(xué)方程式如下：

①CH2=CHCH３(g)+NH3(g)+ 3/2 O2(g)→ CH2=CHCN(g)+3H2O(g) △H=－515 kJ/mol

②CH2=CHCH３(g)+ O2(g)→C3H4O(g)+H2O(g) △H=－353 kJ/mol

有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是_______________；提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是__________。

（2）丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與n(NH3)/n (丙烯)的關(guān)系如圖所示。由圖可知，最佳n(NH3)/n (丙烯)約為________，理由是________________。氨、丙烯、空氣的進(jìn)料理論體積比約為__________。

Answer 1

【答案】 探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 向反應(yīng)物中加入等量的催化劑或?qū)⑹⒎磻?yīng)物的試管放入同一熱水浴中 堿性環(huán)境能增大反應(yīng)速率，酸性環(huán)境降低反應(yīng)速率 降低溫度，降低壓強(qiáng) 選擇性催化劑 1.0 該比例下丙烯腈的產(chǎn)率高，副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率低 1：1：7.5

【解析】(Ⅰ)(1)實(shí)驗(yàn)①和②的濃度不同，則該實(shí)驗(yàn)是探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響；為了便于比較，應(yīng)在相同的條件下利用一個(gè)變量來比較，則向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑(或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放在同一熱水浴中)，故答案為：探究濃度對反應(yīng)速率的影響；向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放在同一熱水浴中；

(2)實(shí)驗(yàn)③、④、⑤中不同的是溶液的酸堿性，由圖可知，⑤的反應(yīng)速率最大，④的反應(yīng)速率最小，結(jié)合實(shí)驗(yàn)方案可知，堿性環(huán)境能增大H2O2分解的速率，酸性環(huán)境能減小H2O2分解的速率，故答案為：堿性環(huán)境能增大H2O2分解的速率，酸性環(huán)境能減小H2O2分解的速率；

(Ⅱ)(1)CH2=CHCH３(g)+NH3(g)+ 3/2 O2(g)→ CH2=CHCN(g)+3H2O(g)△H=－515kJ/mol，該反應(yīng)為氣體體積增大的放熱反應(yīng)，所以降低溫度、降低壓強(qiáng)有利于提高丙烯腈的平衡產(chǎn)率；提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是選擇性催化劑；故答案為：降低溫度，降低壓強(qiáng)；選擇性催化劑；

(2)根據(jù)圖象可知，當(dāng)n(NH3)/n (丙烯)約為1時(shí)，該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)C3H6(g)+NH3(g)+ O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g)，氨氣、丙烯、氧氣按1：1：1.5的體積比加入反應(yīng)達(dá)到最佳狀態(tài)，而空氣中氧氣約占20%，所以進(jìn)料氨、空氣、丙烯的理論體積約為：1：1：7.5，故答案為：1；該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低；1：1：7.5。