【題目】乙烯是合成食品外包裝材料聚乙烯的單體,可以由丁烷裂解制備。

主反應(yīng):C4H10(g,正丁烷) C2H4(g)+C2H6(g)H1

副反應(yīng):C4H10 (g,正丁烷) CH4(g)+C3H6(g) H2

回答下列問題:

(1)化學(xué)上,將穩(wěn)定單質(zhì)的能量定為0,生成穩(wěn)定化合物時的釋放或吸收能量生成熱,生成熱可表示該物質(zhì)相對能量。下表為25℃、101kPa下幾種有機物的生成熱:

物質(zhì)

曱烷

乙烷

乙烯

丙烯

正丁烷

異丁烷

生成熱/kJ·mol-1

-75

-85

52

20

-125

-132

①表格中的物質(zhì),最穩(wěn)定的是_________________(填結(jié)構(gòu)簡式)。

②上述反應(yīng)中,H1=______kJ/mol。

③書寫熱化學(xué)方程式時,要標明同分異構(gòu)體名稱,其理由是________________________。

(2)一定溫度下,在恒容密閉容器中投入一定量正丁烷發(fā)生反應(yīng)生成乙烯。

①下列情況表明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是_______(填代號)。

A.氣體密度保持不變 B.[c(C2H4)·c(C2H6)]/ c(C4H10)保持不變

C.反應(yīng)熱不變 D.正丁烷分解速率和乙烷消耗速率相等

②為了同時提高反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率,下列措施可采用的是_____(填代號)。

A.加入高效催化劑B.升高溫度C.充入乙烷D.減小壓強

(3)向密閉容器中充入丁烷,在一定條件(濃度、催化劑及壓強等)下發(fā)生反應(yīng),測得乙烯產(chǎn)率與溫度關(guān)系如圖所示。溫度高于600℃時,隨若溫度升高,乙烯產(chǎn)率降低,可能的原因是__________(填代號)。

A.平衡常數(shù)降低 B.活化能降低C.催化劑活性降低 D.副產(chǎn)物增多

(4)在一定溫度下向1L恒容密閉容器中充入2mol正丁烷,反應(yīng)生成乙烯和乙烷,經(jīng)過10min達到平衡狀態(tài),測得平衡時氣體壓強是原來的1.75

0~10min內(nèi)乙烯的生成速率v(C2H4)________mol·L-1·min-1。

②上述條件下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K____________。

(5)丁烷-空氣燃料電池以熔融的K2CO3為電解質(zhì),以具有催化作用和導(dǎo)電性能的稀土金屬材料為電極。該燃料電池的負極反應(yīng)式為______________________________。

【答案】 (CH3)2CHCH3 +92 同分異構(gòu)體的能量不相等 BD B CD 0.15 4.5mol/L C4H10+13CO32--26e-=17CO2+5H2O

【解析】(1)①物質(zhì)具有的能量越低越穩(wěn)定,根據(jù)表格數(shù)據(jù),最穩(wěn)定的是異丁烷,結(jié)構(gòu)簡式為(CH3)2CHCH3,故答案為:(CH3)2CHCH3

H=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量,H1=(52 kJ/mol)+(-85 kJ/mol)-(-125 kJ/mol)=+92kJ/mol,故答案為:+92;

③根據(jù)表格數(shù)據(jù),同分異構(gòu)體的能量不相等,因此書寫熱化學(xué)方程式時,要標明同分異構(gòu)體名稱,故答案為:同分異構(gòu)體的能量不相等;

(2)①對于反應(yīng)C4H10(g,正丁烷) C2H4(g)+C2H6(g)H1>0。A. 在恒容密閉容器中。氣體的質(zhì)量和體積均不變,氣體密度始終保持不變,不能判斷是否為平衡狀態(tài),故A錯誤;B.溫度不變,平衡常數(shù)不變,當[c(C2H4)·c(C2H6)]/ c(C4H10)保持不變,說明達到了平衡狀態(tài),故B正確;C.反應(yīng)熱與反應(yīng)的程度無關(guān),不能判斷是否為平衡狀態(tài),故C錯誤;D.正丁烷分解速率和乙烷消耗速率相等,說明正逆反應(yīng)速率相等,說明達到了平衡狀態(tài),故D正確;故選BD;

②對于反應(yīng)C4H10(g,正丁烷) C2H4(g)+C2H6(g)H1>0。A.加入高效催化劑,平衡不移動,轉(zhuǎn)化率不變,故A錯誤;B.升高溫度,平衡正向移動,反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率均增大,故B正確;C.充入乙烷,平衡逆向移動,轉(zhuǎn)化率減小,故C錯誤;D.減小壓強,反應(yīng)速率減慢,故D錯誤;故選B;

(3)主反應(yīng):C4H10(g,正丁烷) C2H4(g)+C2H6(g)H1>0,副反應(yīng):C4H10 (g,正丁烷) CH4(g)+C3H6(g) H2=(-75 kJ/mol)+(20 kJ/mol)-(-125 kJ/mol)=+70kJ/mol>0,A.升高溫度,平衡正向移動,平衡常數(shù)增大,故A錯誤;B.升高溫度,活化能不變,故B錯誤;C.升高溫度,催化劑活性可能降低,會導(dǎo)致乙烯的產(chǎn)率降低,故C正確;D.升高溫度,副產(chǎn)物增多,會導(dǎo)致乙烯的產(chǎn)率降低,故D正確;故選CD;

(4)在一定溫度下向1L恒容密閉容器中充入2mol正丁烷,發(fā)生C4H10(g,正丁烷) C2H4(g)+C2H6(g)H1>0,經(jīng)過10min達到平衡狀態(tài),測得平衡時氣體壓強是原來的1.75倍,則平衡時氣體的總物質(zhì)的量=2mol×1.75=3.5mol,則生成的乙烯為1.5mol,反應(yīng)的正丁烷為1.5mol。

0~10min內(nèi)乙烯的生成速率v(C2H4)== 0.15mol·L-1·min-1,故答案為:0.15;

②上述條件下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K==4.5 mol/L,故答案為:4.5 mol/L;

(5)丁烷-空氣燃料電池以熔融的K2CO3為電解質(zhì),負極上丁烷失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),負極反應(yīng)式為C4H10+13CO32--26e-=17CO2+5H2O,故答案為:C4H10+13CO32--26e-=17CO2+5H2O。

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】一定溫度下,在2L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如下圖所示下列描述正確的是

A.反應(yīng)開始到10s,用Z表示的反應(yīng)速率為0.158 mol/(Ls)
B.反應(yīng)開始到10s,X的物質(zhì)的量濃度減少了0.79 mol/L
C.反應(yīng)開始到10s,Y的轉(zhuǎn)化率為79.0 %
D.反應(yīng)的化學(xué)方程式為:X+Y Z

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】鐵、鈦、鎳等過渡元素在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中具有重要作用,請回答下列問題。

(1)有機鐵肥[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3的名稱叫三硝酸六尿素合鐵,是一種配合物,它的中心離子Fe3+的價電子排布式為____________該配合物中N原子的雜化方式有_______________;它所含非金屬元素的電負性由小到大的順序是__________________。

(2)鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬,也叫未來金屬”。

鈦位于周期表的_______區(qū),基態(tài)Ti原子的電子占據(jù)了____________個原子軌道。

工業(yè)上可用TiCl4(常溫下呈液態(tài))Mg高溫下反應(yīng)制備鈦單質(zhì),同時生成MgCl2,詳細解釋TiCl4熔點比MgCl2低很多的原因 _______________________________________________________

(3)鎳與CO生成的配合物Ni(CO)4中,易提供孤電子對的成鍵原子是_______________(填元素名稱);1molNi(CO)4中含有的σ鍵數(shù)目為_________________寫出與CO互為等電子體的一種離子的化學(xué)式___________。

(4)鎳鈦記憶合金用于飛機和字宙飛船。已知一種鈦鎳合金的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,其中Ti原子采用面心立方最密堆積方式,該合金中與Ti原子距離最近且相等的Ni原子個數(shù)為________若合金的密度為ρg/cm3,NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值,則晶胞中兩個鈦原子間的最近距離是____________pm。(ρ和NA的計算式表示,不必化簡)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列說法中正確的是(
A.由H原子形成1molH﹣H鍵要吸收熱量
B.所有燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)
C.在稀溶液中,1mol酸與1mol堿發(fā)生中和反應(yīng)生成水時所釋放的熱量稱為中和熱
D.凡經(jīng)加熱而發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表現(xiàn)出多種化合價,含ⅥA族元素的化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途.請回答下列問題:
(1)氧元素能形成繁多的氧化物,請寫出一個與CO2互為等電子體的化合物
(2)把Na2O、SiO2、P2O5三種氧化物按熔沸點由高到低順序排列
(3)原子的第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量,O、S、Se原子的第一電離能由大到小的順序為
(4)Se原子基態(tài)核外電子的排布式為;H2Se的沸點:﹣41.1℃,H2S的沸點:﹣60.4℃引起兩者沸點差異的主要原因是
(5)SO32離子中硫原子的雜化方式 , 該離子的立體構(gòu)型為
(6)金屬元素Ca的氧化物用作玻璃、瓷器的顏料、脫硫劑.其立方晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,已知Ca2+的半徑為r1cm,O2的半徑為r2cm,該晶胞密度為ρgcm﹣3 , 阿伏伽德羅常數(shù)用NA表示,則該晶胞中離子體積占晶胞體積百分率為

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】海水是一個巨大的化學(xué)資源寶庫,利用海水可以獲得很多化工產(chǎn)品。

(1)海水淡化的方法有蒸餾法、________________(填1種方法)。

(2)海水制得的飽和氯化鈉溶液可以利用電解法直接制取次氯酸鈉,制取的離子方程式為___________

(3)利用制鹽后的鹽鹵提取溴的工藝流程如下(部分操作和條件已略去):

將Br2與Na2CO3反應(yīng)的化學(xué)方程式補充完整:______________

□Br2+□Na2CO3==□NaBrO3+□_____+□______

(4)鹽鹵蒸發(fā)冷卻后析出鹵塊的主要成分是MgCl2,此外還含F(xiàn)e2+、Fe3+、Mn2+等離子。以鹵塊為原料制得鎂的工藝流程如下(部分操作和條件已略去):

己知:常溫下0.010mol/L金屬離子在不同pH下的沉淀情況如下:

物質(zhì)

開始沉淀

沉淀完全

Fe(OH)3

2.7

3.7

Fe(OH)2

7.6

9.6

Mn(OH)2

8.3

9.8

Mg(OH)2

9.6

①步驟②中需控制pH=9.8,其目的是_________________________。

②用NaClO氧化Fe2+得到Fe(OH)3沉淀的離子反應(yīng)方程式為___________________

③步驟③可以將SOCl2與MgCl2·6H2O混合加熱制取無水MgCl2,SOCl2的作用是___________

④NaClO還能除去鹽鹵中的CO(NH2)2,生成鹽和能參與大氣循環(huán)的物質(zhì)。除去0.2molCO(NH2)2時消耗NaClO__________g。

⑤如果沉淀0.010mol/LMgCl2溶液,根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)計算,當pH=11.2時溶液中c(Mg2+)=____mol/L。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】丁苯酞是我國自主研發(fā)的一類用于治療急性缺血性腦卒中的新藥。合成丁苯酞(J) 的一種路線如下:

已知:

回答下列問題:

(1)A的名稱是______________________________。

(2)B生成A的化學(xué)方程式____________________________。

(3) D生成E的反應(yīng)類型為_____________,試劑a_______________________。

(4) F 的結(jié)構(gòu)簡式__________________________。

(5)J是一種酯,分子中除苯環(huán)外還含有一個五元環(huán)。寫出H生成J 的化學(xué)方程式___________

(6) X,X的同分異構(gòu)體中:①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);②能與氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng)。滿足上述條件的X 的同分異構(gòu)體共有_____種。

(7)利用題中信息和所學(xué)知識,寫出以甲烷和化合物D為原料,合成路線流程圖(其它試劑自選)。________________________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列有關(guān)說法中正確的是

A. 乙烯的結(jié)構(gòu)筒式可以表示為CH2CH2 B. 苯、乙醇和乙酸都能發(fā)生取代反應(yīng)

C. 乙醇和乙酸都存在碳氧雙鍵 D. 液化石油氣和天然氣的主要成分都是甲烷

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖為鎂--次氯酸鹽燃料電池的工作原理圖,下列有關(guān)說法不正確的是

A. 該燃料電池中鎂為負極,發(fā)生還原反應(yīng)

B. 電池的總反應(yīng)式為Mg+ClO+H2O===Mg(OH)2↓+Cl

C. 放電過程中OH移向負極

D. 酸性電解質(zhì)的鎂--過氧化氫燃料電池正極反應(yīng)為:H2O2+2H+2e===2H2O

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