【題目】丙烯(C3H6)是重要的有機(jī)化工原料。丙烷脫氫制丙烯發(fā)生的主要反應(yīng)及能量變化如圖。

(1)丙烷脫氫制丙烯為強(qiáng)吸熱過程。

①為提供反應(yīng)所需熱量,恒壓時(shí)若向原料氣中摻入水蒸氣,則K(主反應(yīng))______(填“增大”、“減小”或“不變”)

②溫度升高,副反應(yīng)更容易發(fā)生的主要原因是:_____________________________

(2)如圖為丙烷直接脫氫法中丙烷和丙烯的平衡體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系(圖中的壓強(qiáng)分別為104Pa105Pa)

104Pa時(shí),圖中表示丙烯的曲線是_________(填“i”、“ii”、“iii”或“iv)

104Pa、500℃時(shí),主反應(yīng)用平衡分壓代替平黃濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp______(已知:氣體分壓=氣體總壓×體積分?jǐn)?shù))

(3)利用CO2的弱氧化性,開發(fā)了丙烷氧化脫氫制丙烯的新工藝。該工藝可采用鉻的氧化物為催化劑,其反應(yīng)機(jī)理如圖

已知:COH2的燃燒熱分別為H-283.0kJ·mol-1、H-285.8kJ·mol-1

①圖中催化劑為___________。

298K時(shí),該工藝總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為____________

③該工藝可以有效消除催化劑表面的積炭,維持催化劑活性,原因是____________。

【答案】增大 副反應(yīng)的活化能低于主反應(yīng)的活化能 3.3×103Pa CrO3 C3H8(g)+CO2C3H6(g)+CO(g)+H2O(l) H =+121.5kJ/mol 碳與CO2反應(yīng)生成CO,脫離催化劑表面

【解析】

(1)①反應(yīng)溫度升高,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);

②由圖可知,副反應(yīng)的活化能低于主反應(yīng)的活化能;

(2)①丙烷脫氫制丙烯為氣體體積增大的反應(yīng);

②由題意建立三段式,結(jié)合公式計(jì)算分壓常數(shù);

(3)①由圖可知,CrO3為催化劑;

②由蓋斯定律計(jì)算可得;

③該工藝中碳與CO2反應(yīng)生成CO。

(1)①由圖可知,丙烷脫氫制丙烯為吸熱反應(yīng):C3H8gC3H6g+H2g H =+124.3 kJ/mol,恒壓時(shí)若向原料氣中摻入水蒸氣,體系溫度升高,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)K增大,故答案為增大;

②由圖可知,副反應(yīng)的活化能低于主反應(yīng)的活化能,溫度升高,活化能較低的副反應(yīng)更容易發(fā)生,故答案為副反應(yīng)的活化能低于主反應(yīng)的活化能;

(2)①丙烷脫氫制丙烯為氣體體積增大的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),丙烯的平衡體積分?jǐn)?shù)減;該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度升高,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),故曲線ⅰ代表104 Pa時(shí)丙烯的平衡體積分?jǐn)?shù),故答案為ⅰ;

104 Pa500 ℃時(shí),丙烯的平衡體積分?jǐn)?shù)為33%,設(shè)起始丙烷為1mol,轉(zhuǎn)化率為x,由題意建立如下三段式:

C3H8gC3H6g+H2g

起(mol 1 0 0

變(mol x x x

平(mol 1-x x x

則由丙烯的平衡體積分?jǐn)?shù)為33%可得,x/(1+x)=0.33,解得x≈0.5,丙烷、丙烯和氫氣的分壓均為104Pa×1/3,則用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp==104Pa×=3.3×103Pa,故答案為3.3×103Pa;

(3)①由圖可知,反應(yīng)ⅰ為3C3H8+2CrO33C3H6+Cr2O3+3H2O,反應(yīng)ⅱ為3CO2+Cr2O32CrO3+3CO,則催化劑為CrO3,故答案為CrO3

②由題意可得H2g+1/2O2g=H2O(l) H =285.8kJ/molCOg+1/2O2g=CO2 (g) H =283.0kJ/molC3H8gC3H6g+H2gH =+124.3 kJ/mol③,由蓋斯定律③-+①得熱化學(xué)方程式C3H8(g)+CO2C3H6(g)+CO(g)+H2O(l),則H =+124.3 kJ/mol+-285.8kJ/mol--283.0kJ/mol=+121.5kJ/mol,故答案為C3H8(g)+CO2C3H6(g)+CO(g)+H2O(l) H =+121.5kJ/mol;

③該工藝中碳與CO2反應(yīng)生成CO,可以有效消除催化劑表面的積炭,維持催化劑活性,故答案為碳與CO2反應(yīng)生成CO,脫離催化劑表面。

練習(xí)冊(cè)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。下列說法正確的是(  )

A.1 mol甲醇分子中含有的共價(jià)鍵數(shù)為4NA

B.2.4 g鎂在足量的氧氣中燃燒,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.1NA

C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,5.6 L二氧化碳?xì)怏w中含有的氧原子數(shù)為0.5NA

D.1 L 0.5 mol/L CH3COONa溶液中含有的CH3COO-數(shù)為0.5NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列條件下,對(duì)應(yīng)離子一定能大量共存的是

A.0.1mol/LNa2CO3溶液中:Al3、、

B.pH=7的溶液中:Fe3、Cl、Na、

C.使甲基橙變紅的溶液中:Cl、Mg2

D.25℃時(shí),水電離出的 c(H+)=1×l0-13 mol/L的溶液中:K、Ba2、S2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】將固體NH4I置于密閉容器中,在一定溫度下發(fā)生下列反應(yīng):

NH4I(s)NH3(g)+HI(g);②2HI(g)H2(g)+HI(g)

達(dá)到平衡時(shí),c(H2)=0.5mol·L-1,c(HI)=4mol·L-1,則此溫度下,反應(yīng)①的平衡常數(shù)為

A.9B.16C.20D.25

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某銅鈷礦石主要含有 CoO(OH)CoCO3、Cu2(OH)2CO3 SiO2,及一定量的 Fe2O3、MgO CaO等。由該礦石制Co2O3的部分工藝流程如圖:

(1)在“浸出”過程中可以提高反應(yīng)速率的方法有__。(寫出兩種即可)

(2)在“II-沉銅”過程中加入了FeS固體,得到更難溶的CuS,寫出該步反應(yīng)的離子方程式__。

(3)NaClO3 的主要作用是__。

(4)濾渣d 的主要成分是__

(5)濾液D 中加入濃Na2CO3 后又加入HCl 溶解,其目的是__。

(6)寫出CoC2O4·2H2O 在空氣中煅燒得到 Co2O3 的化學(xué)方程式__。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】含硫化合物在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛,科學(xué)使用對(duì)人體健康及環(huán)境保護(hù)意義重大。

(1)紅酒中添加一定量的SO2 可以防止酒液氧化,這應(yīng)用了SO2 ___性。

(2)某水體中硫元素主要以S2O32-形式存在,在酸性條件下,該離子會(huì)導(dǎo)致水體中有黃色渾濁并可能有刺激性氣味產(chǎn)生,原因是___________________________________。(用離子方程式說明)

(3)實(shí)驗(yàn)室采用滴定法測定某水樣中亞硫酸鹽含量:

滴定時(shí),KIO3 KI 在鹽酸作用下析出I2:5I+ IO3 + 6H+ =3I2+3H2O

生成的I2 再和水樣中的亞硫酸鹽反應(yīng):I2 + SO32 + H2O = 2H++2I+ SO42

①滴定到終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象是:________________________________

②若滴定前盛標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管沒有用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗,則測定結(jié)果將_________(填“偏大、偏小、不變”)。

③滴定終點(diǎn)時(shí),100mL的水樣共消耗x mL標(biāo)準(zhǔn)溶液。若消耗1mL標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于SO32的質(zhì)量1g,則該水樣中SO32的含量為__________g / L

(4)已知非金屬單質(zhì)硫(S)是淡黃色固體粉末,難溶于水.為了驗(yàn)證氯元素的非金屬性比硫元素的非金屬性強(qiáng),某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn),請(qǐng)回答下列問題:

若裝置A的圓底燒瓶中盛裝二氧化錳,則分液漏斗中盛裝的試劑是_____________________

裝置B中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為___________________________,證明氯元素的非金屬性比硫元素的非金屬性強(qiáng)。

裝置C中反應(yīng)的作用是:____________________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】草酸亞鐵是合成鋰離子電池正極材料磷酸亞鐵鋰的原料。某工廠以煉鋼廠的脫硫渣(主要成分是Fe2O3)為原料生產(chǎn)電池級(jí)草酸亞鐵晶體的工藝流程如下:

1)要提高酸浸速率,宜采取的措施有___(填兩條)

2)寫出還原過程中既是化合反應(yīng)又是氧化還原反應(yīng)的離子方程式___。

3)濾渣2中含有的TiOSO4在熱水中易水解,生成H2TiO3,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___

4濾液經(jīng)處理后得到一種化肥,其化學(xué)式為___。一系列操作___。

5)已知:298K時(shí),Ksp[Fe(OH)2]=4.0×10-17,當(dāng)離子濃度≤1.0×10-5molL-1時(shí),視該離子已完全沉淀。上述流程中,加氨水調(diào)pH的范圍為___(lg2≈0.3)。

6)草酸亞鐵晶體(FeC2O42H2O)純度的測定:準(zhǔn)確稱取mg草酸亞鐵晶體于錐形瓶中,加入一定量的稀硫酸溶液,并加熱至50℃,用cmolL-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí),用去標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL。滴定反應(yīng)(未配平)FeC2O42H2O+KMnO4+H2SO4→Fe2(SO4)3+CO2+MnSO4+K2SO4+H2O;則樣品中FeC2O42H2O的純度為___%(用含有m、c、V的代數(shù)式表示);若草酸亞鐵晶體失去部分結(jié)晶水,測得的結(jié)果___(偏高”“偏低無影響”)

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【題目】1L稀硝酸和稀硫酸的混合溶液中,硝酸和硫酸的物質(zhì)的量濃度均為。若向混合液中加入足量的銅粉,則最多能溶解銅粉的質(zhì)量為

A.B.C.D.

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【題目】在如圖所示的恒溫、恒壓密閉容器中加入2mol X2mol Y,發(fā)生如下反應(yīng)并達(dá)到平衡(X、Y狀態(tài)未知):2X()+Y(?) a Z(g)。起始時(shí)容器的體積為V L,達(dá)到平衡時(shí)X、YZ的物質(zhì)的量之比為132,且容器的體積仍然為V L。請(qǐng)回答下列問題:

1a = _________________;

2)平衡時(shí)Y的轉(zhuǎn)化率=________________

3X的狀態(tài)為______________,Y的狀態(tài)為______________(填氣態(tài)非氣態(tài)

4)下列敘述中,能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是____________(填編號(hào))

a.氣體密度不變 b.單位時(shí)間內(nèi)消耗2mol X,同時(shí)生成amol Z

cY的轉(zhuǎn)化率不再變化 dZ的濃度不再變化

e.氣體的質(zhì)量不隨時(shí)間的變化而變化

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