【題目】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,回答下列問題:

(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:

①C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g) ΔH =-515kJ/mol

①C3H6(g)+ O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) ΔH =-353kJ/mol

兩個反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢均很大,其原因是________;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)圖(a)為丙烯腈產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線,最高產(chǎn)率對應(yīng)溫度為460℃。低于460時,丙烯腈的產(chǎn)率________(填“是”或者“不是”)對應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率,判斷理由是________;高于460℃時,丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是________(雙選,填標(biāo)號)

A.催化劑活性降低 B.平衡常數(shù)變大 C.副反應(yīng)增多 D.反應(yīng)活化能增大

(3)丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與n(氨)/n(丙烯)的關(guān)系如圖(b)所示。由圖可知,最佳n(氨)/n(丙烯)約為,理由是_______________。進(jìn)料氨、空氣、丙烯的理論體積約為________。

【答案】

(1)兩個反應(yīng)均為放熱量大的反應(yīng) 降低溫度降低壓強(qiáng) 催化劑

(2)不是 該反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低 AC

(3)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 1:7.5:1

【解析】(1)因為兩個反應(yīng)均為放熱量大的反應(yīng),所以熱力學(xué)趨勢大;該反應(yīng)為氣體分子數(shù)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)鍵因素是催化劑。

2)因為該反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低,反應(yīng)剛開始進(jìn)行,尚未達(dá)到平衡狀態(tài),460 ℃以前是建立平衡的過程,所以低于460 ℃時,丙烯腈的產(chǎn)率不是對應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率;高于460 ℃時,丙烯腈產(chǎn)率降低,A.催化劑在一定溫度范圍內(nèi)活性較高,若溫度過高,活性降低,正確;B.平衡常數(shù)變大,對產(chǎn)率的影響是提高產(chǎn)率才對,錯誤;C.根據(jù)題意,副產(chǎn)物有丙烯醛,副反應(yīng)增多導(dǎo)致產(chǎn)率下降,正確;D.反應(yīng)活化能的大小不影響平衡,錯誤;答案選AC。

(3)根據(jù)圖像可知,當(dāng)n(氨)/n(丙烯)約為1時,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)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g),氨氣、氧氣、丙烯按1:1.5:1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1:7.5:1。

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】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述中正確的是

A. 等物質(zhì)的量的NaN3和Na2O2中所含陰離子數(shù)為3:2

B. 1L CO的質(zhì)量一定比1L O2的質(zhì)量小

C. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,將3.36 L Cl2通入1 L0.2 mol/L FeBr2溶液中,被氧化的Br數(shù)目為0.1NA

D. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11 g由3H和16O組成的超重水中,中子數(shù)和電子數(shù)之和為10NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】德國化學(xué)家哈伯(F. Haber, 1868-1930)發(fā)明的合成氨技術(shù)使大氣中的氮氣變成了生產(chǎn)氮肥的永不枯竭的廉價來源,從而使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)依賴土壤的程度減弱,解決了地球上因糧食不足導(dǎo)致的饑餓和死亡問題。因此這位解救世界糧食危機(jī)的化學(xué)天才獲得了 1918年諾貝爾化學(xué)獎,F(xiàn)在我們在實驗室模擬工業(yè)制氨的過程,以探究外界條件對平衡的影響。

查閱資料,獲得以下鍵能數(shù)據(jù):

化學(xué)鍵

N≡N

H-H

N-H

鍵能/(kJ/mol)

946

436

391

(1)計算工業(yè)合成氨反應(yīng)的反應(yīng)熱:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=________ kJ/mol

(2)一定溫度下,向一個恒壓容器中充入N20.6mol,H2 0 .5mol,在一定溫度下進(jìn)行反應(yīng):N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),達(dá)到平衡時,N2的轉(zhuǎn)化率為1/6,此時容器的體積為1L。

①該溫度時容器中平衡體系的平衡常數(shù)是______________。

②若保持平衡時的溫度和壓強(qiáng)不變,繼續(xù)向平衡體系中通入0.9mol N2,則平衡將____(填“正向”,“逆向”或“不”)移動。

(3)在兩個壓強(qiáng)相等,溫度分別為T1和T2的容器中充入由1 mol N2和3 molH2組成的混合氣體,發(fā)生反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),平衡后改變?nèi)萜黧w積,容器內(nèi) N2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)的變化如圖所示。據(jù)圖判斷下列說法正確的是______________

a.A、 B、 C三點的平衡常數(shù)大小關(guān)系:KA<KB<KC

b.B點和C點的H2濃度大小關(guān)系:B<C

c.A點和B點混合氣體的密度大小關(guān)系:A<B

d.A點和C點混合氣體的平均相對分子質(zhì)量大小關(guān)系:A>C

(4)合成氨工業(yè)會產(chǎn)生大量副產(chǎn)物CO2,工業(yè)上常用高濃度的K2CO3溶液吸收CO2,,得溶液X,再利用電解法K2CO3溶液再生,其裝置如圖所示:

①在陽極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)包括____________________和H++ HCO3-=H2O+CO2↑。

②簡述CO32-在陰極區(qū)再生的原理________________。

③再生裝置中產(chǎn)生的CO2和H2在一定條件下反應(yīng)生成甲醇,工業(yè)上利用該反應(yīng)合成甲醇。

已知:25 ℃,101 KPa下:

2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g) Δ H1=-484kJ/mol

2CH3OH(g)+3 O2(g)=2CO2 (g)+4H2O(g) Δ H2=-1352kJ/mol

寫出CO2和H2生成1molCH3OH(g)的熱化學(xué)方程式______________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在某無色酸性溶液中能大量共存的一組離子是(
A.Na+、K+、HCO3、NO3
B.NH4+、SO42、Al3+、NO3
C.Na+、Ca2+、NO3、CO32
D.K+、MnO4、NH4+、NO3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大氣,采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時對煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝。回答下列問題:

(1)NaClO2的化學(xué)名稱為_______。

(2)在鼓泡反應(yīng)器中通入含有SO2和NO的煙氣,反應(yīng)溫度為323 K,NaClO2溶液濃度為5×103 mol·L1 。反應(yīng)一段時間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表。

離子

SO42

SO32

NO3

NO2

Cl

c/(mol·L1

8.35×104

6.87×106

1.5×104

1.2×105

3.4×103

①寫出NaClO2溶液脫硝過程中主要反應(yīng)的離子方程式__________。增加壓強(qiáng),NO的轉(zhuǎn)化率______(填“提高”、“不變”或“降低”)。

②隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行,吸收劑溶液的pH逐漸______ (填“增大”“不變”或“減小”)。

③由實驗結(jié)果可知,脫硫反應(yīng)速率______脫硝反應(yīng)速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同,還可能是___________。

(3)在不同溫度下,NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應(yīng)中,SO2和NO的平衡分壓pe如圖所示。

①由圖分析可知,反應(yīng)溫度升高,脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均______________(填“增大”、“不變”或“減小”)。

②反應(yīng)ClO2+2SO32===2SO42+Cl的平衡常數(shù)K表達(dá)式為___________。

(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到較好的煙氣脫硫效果。

①從化學(xué)平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的優(yōu)點是_______。

②已知下列反應(yīng):

SO2(g)+2OH (aq) ===SO32 (aq)+H2O(l) ΔH1

ClO (aq)+SO32 (aq) ===SO42 (aq)+Cl (aq) ΔH2

CaSO4(s) ===Ca2+(aq)+SO42(aq) ΔH3

則反應(yīng)SO2(g)+ Ca2+(aq)+ ClO (aq) +2OH (aq) === CaSO4(s) +H2O(l) +Cl (aq)的ΔH=______。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列各組混合物中,能用分液漏斗進(jìn)行分離的是( )
A.酒精與水
B.汽油與植物油
C.溴與四氯化碳
D.水與四氯化碳

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)有A、B兩份混合氣體,A是烯烴R與足量O2的混合氣體;B是烯烴R、炔烴Q與足量O2的混合氣體。取A、B各2.24L分別引燃,A充分燃燒后氣體總體積仍為2.24L,B充分燃燒后氣體總體積為2.34L(燃燒后的產(chǎn)物均為氣態(tài),其體積已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)。通過計算,寫出:

(1)烯烴R的分子式____________________。

(2)炔烴Q的分子式____________________

(3)求2.24L B中烯烴R所允許的最大體積是_________L。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】硼及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。

(1)基態(tài)硼原子的核外電子排布式為__________,有_______種不同能量的電子。

(2)BF3溶于水后.在一定條件下可轉(zhuǎn)化為H3O+·[B(OH)F3]-,該物質(zhì)中陽離子的空間構(gòu)型為_____________,陰離子的中心原子軌道采用________雜化;Cu2+也易和NH3形成配離子,已知NF3與NH3的空間構(gòu)型都是三角錐形,但NF3不易與Cu2+形成配離子,其原因是_________________________________________________

(3)與BH4-互為等電子體的分子是_______________(寫化學(xué)式)。

(4)EminBF4的熔點為12 ℃,在常溫下為液體,由有機(jī)物陽離子[Emin]+和[BF4]-構(gòu)成。該物質(zhì)的晶體屬于_________晶體。

(5)與硼同主族的Ga可與As形成 GaAs晶體,該晶體的熔點為1238℃,密度為ρg·cm-3,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類型為________________。GaAs的摩爾質(zhì)量分別為MGa g·mol-1MAs g·mol-1,原子半徑分別為rGa pmrAs pm,阿伏伽德羅常數(shù)值為NA,則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為____________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】丁列三個化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)(K1、K2、K3)與溫度的關(guān)系分別如下

下列說法正確的懸

A. H1<0,H2>0

B. 反應(yīng)①②③的反應(yīng)熱滿足關(guān)系:H2-△H1=H3

C. 反應(yīng)①②③的平衡常數(shù)滿足關(guān)系;K1·K2=K3

D. 使反應(yīng)在一定條件下建立的平衡向正反應(yīng)方向移動,可采取升溫措施

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