【題目】甲醇制烯烴(MTO)是煤制烯烴工藝路線的核心技術(shù)。煤制烯烴主要包括煤的氣化、液化、烯烴化三個(gè)階段。
(1)煤的液化發(fā)生的主要反應(yīng)之一為2H2(g)+CO(g)=CH3OH (g) ΔH=a kJ·mol1,在不同溫度下,K(500℃)=2.5 L2·mol2,K(700℃)=0.2 L2·mol2。
①ΔH________0(填“>”、“<”、“=”)。
②若反應(yīng)在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行,500℃測得某一時(shí)刻體系內(nèi)H2、CO、CH3OH物質(zhì)的量分別為2 mol、1 mol、3mol,則此時(shí)生成CH3OH的速率____消耗CH3OH的速率(填“>”、“<”、“=”)。
(2)通過研究外界條件對反應(yīng)的影響,盡可能提高甲醇生成乙烯或丙烯的產(chǎn)率。
甲醇制烯烴的主要反應(yīng)有:
i 2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g) ΔH1=-20.9 kJ·mol1
ii3CH3OH(g)=C3H6(g)+3H2O(g) ΔH2=-98.1 kJ·mol1
iii 4CH3OH(g)=C4H8(g)+4H2O(g) ΔH3=-118.1 kJ·mol1
①C3H6轉(zhuǎn)化為C2H4的熱化學(xué)方程式為iv:2C3H6(g)3C2H4 (g) ΔH4=____。
②加入N2作為稀釋劑,反應(yīng)i中C2H4的產(chǎn)率將_____(增大、減小、不變)。
(3)為研究不同條件對反應(yīng)的影響,測得不同溫度下平衡時(shí)C2H4、C3H6和C4H8的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變化,如圖所示:
①隨著溫度的升高,C3H6的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。溫度高于400℃時(shí),原因是_____________________________;當(dāng)溫度低于400℃時(shí),原因是________________________。
②體系總壓為0.1MPa,400℃時(shí)反應(yīng)iv的平衡常數(shù)Kp=________(列式計(jì)算,用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
③為了獲得更高的C2H4在產(chǎn)物中的比例,除控制較高溫度的條件外,以下較適宜的是______。
A.增加水醇比 B.降低水醇比
【答案】< < +133.5 kJ·mol-1 增大 溫度高于400℃時(shí),溫度升高,反應(yīng)iv:2C3H6(g) 3C2H4 (g) ΔH4=+133.5 kJ·mol-1向正反應(yīng)方向移動(dòng),C3H6的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小 當(dāng)溫度低于400℃時(shí),CH3OH轉(zhuǎn)化為C4H8的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而迅速減小,而轉(zhuǎn)化為C2H4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大的幅度小于C4H8的減小幅度,因而CH3OH轉(zhuǎn)化C3H6的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而增大 0.001MPa A
【解析】
(1)①在不同溫度下,K(500℃)=2.5L·mol1,K(700℃)=0.2L·mol1,K(700℃)<K(500℃),說明溫度升高有利于向逆反應(yīng)方向移動(dòng),可得ΔH<0。
②500℃時(shí),,此時(shí)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,生成CH3OH的速率小于消耗CH3OH的速率。
(2)①依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算i×3-ii×2得到iv:2C3H6(g)= 3C2H4(g)ΔH4=+133.5 kJ·mol-1。
②加入N2作為稀釋劑,使體系的體積增大,相當(dāng)于壓強(qiáng)減小,有利于向正反應(yīng)方向移動(dòng),C2H4的產(chǎn)率增大。
(3)①溫度高于400℃時(shí),溫度升高,反應(yīng)iv:2C3H6(g)3C2H4(g)ΔH4=+133.5 kJ·mol-1向正反應(yīng)方向移動(dòng),C3H6的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減。划(dāng)溫度低于400℃時(shí),CH3OH轉(zhuǎn)化為C4H8的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而迅速減小,而轉(zhuǎn)化為C2H4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大的幅度小于C4H8的減小幅度,因而CH3OH轉(zhuǎn)化C3H6的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而增大。
②分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),因此400℃時(shí),
③結(jié)合圖像,溫度升高可以提高C2H4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),B正確;對于i、ii和iii來說,,當(dāng)n值越大,增大水醇比時(shí),反應(yīng)逆向進(jìn)行趨勢越大,副產(chǎn)物越少,即C3H6、C4H8就越少,A正確。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】選做(1)紅磷P(s)和Cl2(g)發(fā)生反應(yīng)生成PCl3(g)和PCl5(g)。反應(yīng)過程和能量關(guān)系如圖所示(圖中的ΔH表示生成1 mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))。根據(jù)下圖回答下列問題:
(a)P和Cl2反應(yīng)生成PCl3的熱化學(xué)方程式是______________________________ ;
(b)P和Cl2分兩步反應(yīng)生成1 mol PCl5的ΔH3=____________________,P和Cl2一步反應(yīng)生成1 mol PCl5的ΔH4____________ΔH3(填“大于”.“小于”.或“等于”)。
(2)在微生物作用的條件下,NH經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO。這兩步的能量變化示意圖如下:
(a)第二步反應(yīng)是________反應(yīng)(選填“放熱”或“吸熱”),判斷依據(jù)是__________ 。
(b)1molNH4+(aq)全部氧化成NO2-(aq)的熱化學(xué)方程式是_____________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氮氧化物是形成光化學(xué)煙霧和酸雨的重要原因。人們研究了諸多有關(guān)氮氧化物的性質(zhì),請回答下列問題:
(1)處理 NOx的一種方法是利用甲烷催化還原NOx。
CH4(g)+4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) K1
CH4 (g)+2NO2(g) = N2 (g)+CO2(g)+2H2O(g) K2
CH4 (g)+4NO(g) = 2N2 (g)+CO2(g)+2H2O(g) K3
K1、K2、K3依次為三個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù),則K3=______(用K1、K2表示)
(2)在恒容密閉容器中通入等物質(zhì)的量的CO和NO,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2 (g),測得NO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示:
①則該反應(yīng)的△H ________0(填“﹤”“﹥”或“=”)。
②對于氣相反應(yīng),用某組分(B)的平衡分壓強(qiáng) p(B)代替物質(zhì)的量濃度 c(B) 也可表示平衡常數(shù)kp,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式kp=________,如果p1 =1.65MPa,求a點(diǎn)的平衡常數(shù)kp =_________(MPa)1 (結(jié)果保留 3 位有效數(shù)字,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
③為探究速率與濃度的關(guān)系,該實(shí)驗(yàn)中,根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),粗略繪制了2條速率—濃度關(guān)系曲線: v正~c(NO)和v逆~c(CO2 )
則:與曲線 v正~c(NO)相對應(yīng)的是圖中曲線________(填“甲”或“乙”)。當(dāng)降低反應(yīng)體系的溫度,反應(yīng)一段時(shí)間后,重新達(dá)到平衡,v正和v逆相應(yīng)的平衡點(diǎn)分別為______(填字母)。
(3)利用電化學(xué)原理,將NO2、O2和熔融的KNO3制成燃料電池,模擬工業(yè)電解法來處理含Cr2O72的廢水,如圖所示;電解過程中溶液發(fā)生反應(yīng):Cr2O72+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3+ +7H2O。
①甲電池工作時(shí),Y是氣體,可循環(huán)使用。則石墨I附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為________。乙池中的pH________(填“變大”“變小”或“不變”)。
②工作時(shí),在相同條件下,甲池內(nèi)消耗的O2和NO2的體積_____。
(4)已知H3PO4為三元酸,Ka1=7.0×103mol·L1,Ka2=6.2×108 mol·L1,Ka3=4.5×1013mol·L 1。則 Na2HPO4水溶液呈________(填“酸”、“中”、“堿”)性,用Ka與Kh的相對大小,說明判斷理由________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】海水提鎂的主要流程如下,下列說法正確的是
①試劑M是鹽酸 ②流程中的反應(yīng)全部都是非氧化還原反應(yīng)
③操作b只是過濾 ④用海水曬鹽后的飽和溶液加石灰乳制Mg(OH)2
⑤采用電解法冶煉鎂是因?yàn)殒V很活潑
A. ①②③④⑤ B. ②③ C. ④⑤ D. ①④⑤
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【題目】工業(yè)上由黃銅礦(主要成分為 CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下。下列說法不正確的是
A. 氣體A中的大氣污染物可用氨水吸收并回收利用
B. 由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)方程式為3Cu2O+2Al Al2O3+6Cu
C. 加入石英砂作為添加劑熔劑,生成更穩(wěn)定、更容易分離的硅酸鹽
D. 用過量稀H2SO4可全部溶解熔渣B
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【題目】苯的結(jié)構(gòu)簡式可用來表示,下列關(guān)于苯的敘述中正確的是
A. 苯主要是以石油為原料而獲得的一種重要化工原料
B. 苯中含有碳碳雙鍵,所以苯屬于烯烴
C. 苯分子中6個(gè)碳碳化學(xué)鍵完全相同
D. 苯可以與溴水、高錳酸鉀溶液反應(yīng)而使它們褪色
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在一定溫度下,體積為2 L的密閉容器中,NO2和N2O4之間發(fā)生反應(yīng):2NO2(g)(紅棕色)N2O4(g)(無色),如圖所示。
(1)曲線________(填“X”或“Y”)表示N2O4的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線。
(2)3 min內(nèi),以X的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為_____________。
(3)下列措施能使該反應(yīng)速率加快的是________(用序號(hào)回答)。
①升高溫度 ②減小容器體積 ③通入N2O4 ④通入Ar使壓強(qiáng)增大 ⑤通入HCl氣體
(4)下列敘述能說明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是____________(填標(biāo)號(hào))。
A.容器內(nèi)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化
B.混合氣體的密度不變
C.容器內(nèi)混合氣體原子總數(shù)不變
D.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
E.v(NO2)=2v(N2O4)
F.相同時(shí)間內(nèi)消耗n mol的Y的同時(shí)消耗2n mol的X
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【題目】某小組用實(shí)驗(yàn)1驗(yàn)證FeCl3與Cu的反應(yīng),觀察到有白色沉淀產(chǎn)生,決定對其進(jìn)行深入探究。
實(shí)驗(yàn)1:
資料:
i. CuSCN、CuCl均為難溶于水的白色固體;均能與硝酸反應(yīng),分別生成Cu2+與SO42-、Cu2+與Cl-。
ii. SCN-被稱為擬鹵素離子,性質(zhì)與鹵素離子相似;(SCN)2性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相似,其水溶液呈黃色。
(1)FeCl3溶液與KSCN溶液反應(yīng)的離子方程式為__________________。
(2)下列由實(shí)驗(yàn)1得到的推論中,合理的是_______________(填字母序號(hào))。
a. Cu能還原Fe3+
b. Fe3+與SCN-的反應(yīng)是可逆反應(yīng)
c. 白色沉淀中的Cu(I)(I表示+1價(jià)銅元素)可能是由Fe3+氧化Cu得到的
(3)為探究實(shí)驗(yàn)1中白色沉淀的成分,小組同學(xué)實(shí)施了實(shí)驗(yàn)2:
由實(shí)驗(yàn)2可知,實(shí)驗(yàn)1中白色沉淀的成分是____。
(4)該小組欲進(jìn)一步探究實(shí)驗(yàn)1中白色沉淀產(chǎn)生的原因,實(shí)施了實(shí)驗(yàn)3:
步驟 | 實(shí)驗(yàn)操作 | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
I | 溶液變?yōu)樗{(lán)色,澄清透明,底部只有少量紅色固體剩余 | |
II | 取I中上層清液于試管中,滴加1滴 0.1mol/L KSCN溶液 | 立刻出現(xiàn)紅色,同時(shí)有白色沉淀生成 |
III | 振蕩II中試管,靜置 | 白色沉淀變多,紅色逐漸褪去 |
①步驟I的實(shí)驗(yàn)操作是_____________________。
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)3的現(xiàn)象,小組同學(xué)認(rèn)為Fe3+與Cu反應(yīng)的氧化產(chǎn)物不含Cu(I),他們的判斷依據(jù)是______。
③步驟II中加入KSCN溶液后出現(xiàn)紅色的可能原因是________________。
④解釋步驟III中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的可能原因:_______________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】對于反應(yīng)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,1 mol Zn反應(yīng)時(shí)放出Q kJ熱量。下列敘述不正確的是( )
A.反應(yīng)過程中的能量關(guān)系可用如圖表示B.滴入少許CuSO4溶液后反應(yīng)速率減小
C.若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,則鋅為負(fù)極D.理論上當(dāng)轉(zhuǎn)移4 mol電子時(shí)放出2QkJ熱量
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