【題目】工業(yè)上制備丙烯的方法有多種,具體如下(本題丙烯用C3H6表示):
(1)丙烷(C3H8)脫氫制備丙烯(C3H6)
由下圖可得,C3H8(g)C3H6(g)+H2(g),△H=_________kJ/.mol
(2)用惰性電極電解CO2的酸性溶液可得丙烯(C3H6),其原理如下圖所示。則b的電極反應式為__________。
(3)以丁烯(C4H8)和乙烯(C2H4)為原料反應生成丙烯(C3H6)的方法被稱為“烯歧化法”,反應為:C4H8(g)+C2H4(g)2C3H6(g) △H>0
一定溫度下,在一體積恒為VL的密閉容器中充入一定量的C4H8和C2H4,發(fā)生烯烴歧化反應。
I.該反應達到平衡的標志是______________
a.反應速率滿足:2v生成(C4H8)=v生成(C3H6)
b.C4H8、C2H4、C3H6的物質的量之比為1:1:2
c.混合氣體的平均相對分子質量不再改變
d.C4H8、C2H4、C3H6的濃度均不再變化
Ⅱ.已知t1min時達到平衡狀態(tài),測得此時容器中n(C4H8)=mmol,n(C2H4)=2mmol,n(C3H6)=nmol,且平衡時C3H6的體積分數(shù)為。
①該時間段內的反應速率v(C4H8)= _______mol/(L·min)。(用只含m、V、t1的式子表示)。
②此反應的平衡常數(shù)K=______________。
③t1min時再往容器內通入等物質的量的C4H8和C2H4,在新平衡中C3H6的體積分數(shù)_______(填“>”“<”“=”)。
(4)“丁烯裂解法”是另一種生產(chǎn)丙烯的方法,但生產(chǎn)過程中伴有生成乙烯的副反應發(fā)生,具體反應如下:主反應:3C4H84C3H6;副反應:C4H82C2H4
①從產(chǎn)物的純度考慮,丙烯和乙烯的質量比越高越好。則從下表現(xiàn)的趨勢來看,下列反應條件最適宜的是__________(填字母序號)。
a.300℃0.1MPa b.700℃0.1MPa c.300℃0.5MPa d.700℃0.5MPa
②下圖中,平衡體系中丙烯的百分含量隨壓強增大呈上升趨勢,從平衡角度解釋其可能的原因是_____。
【答案】+124.2 3CO2+18H++18e-=C3H6+6H2O ad 0.5 > c 壓強增大,生成乙烯的副反應平衡逆向移動,丁烯濃度增大,導致主反應的平衡正向移動,丙烯含量增大
【解析】
(1)反應物與生成物的能量差為反應熱,然后根據(jù)蓋斯定律,將方程式疊加可得相應反應的熱化學方程式;
(2)b電極為陰極,CO2被還原為C3H6,結合溶液為酸性環(huán)境書寫電極反應式;
(3)I.可逆反應達到平衡時,任何一種物質化學反應速率不變,該物質的物質的量、濃度、百分含量等保持不變,據(jù)此判斷平衡狀態(tài);
II.①先計算出v(C3H6),然后根據(jù)二者反應時的物質的量關系,計算v(C4H8);
②根據(jù)平衡常數(shù)K的含義,將各種物質的濃度帶入定義式,就得到K的值;
③t1min時再往容器內通入等物質的量的C4H8和C2H4,導致容器內氣體的物質的量增大,根據(jù)濃度商與K大小判斷平衡移動方向分析與的大;
(4)①從溫度、壓強兩個方面分析使丙烯和乙烯的質量比增大的措施,選擇合適的外界條件;
②從副反應的影響分析判斷。
(1)根據(jù)圖1可得①C3H8(g)=CH4(g)+C2H2(g)+H2 (g) △H=+156.6kJ/mol;
根據(jù)圖2可得②C3H6(g)= CH4(g)+C2H2(g) △H=+32.4kJ/mol,①-②,整理可得:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g),△H=+124.2kJ/mol;
(2)b連接電源的負極,作陰極,CO2在該電極獲得電子,與溶液中的H+結合形成C3H6,該電極的電極反應式為3CO2+18H++18e-=C3H6+6H2O;
(3)I. a.根據(jù)方程式可知:2v消耗(C4H8)=v生成(C3H6),現(xiàn)在反應速率滿足2v生成(C4H8)=v生成(C3H6),說明v消耗(C4H8)= v生成(C4H8),反應處于平衡狀態(tài),a正確;
b.C4H8、C2H4、C3H6的物質的量之比與開始時加入的各種物質的物質的量多少一個,所以平衡時物質的量關系不一定符合1:1:2,因此不能據(jù)此判斷反應是否為平衡狀態(tài),b錯誤;
c.反應在恒容密閉容器內進行,反應前后氣體的物質的量及質量不變,所以任何情況下氣體的平均相對分子質量都不改變,不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài),c錯誤;
d.若C4H8、C2H4、C3H6的濃度均不再變化,說明反應處于平衡狀態(tài),d正確;
故合理選項是ad;
II.①平衡時n(C3H6)=nmol,n(C4H8)=mmol,n(C2H4)=2mmol,平衡時C3H6的體積分數(shù)為。則,解得n=m。從反應開始至平衡,v(C3H6)=mol/(Lmin),根據(jù)方程式可知v(C4H8)=v(C3H6)=mol/(Lmin);
②該反應是反應前后氣體體積相等的反應,所以它們的濃度比等于二者的物質的量的比,則此反應的平衡常數(shù)K==0.5;
③t1min時達到平衡,此時n(C4H8)=mmol,n(C2H4)=2mmol,n(C3H6)=nmol,且平衡時C3H6的體積分數(shù)為,通過前面①的計算可知m=n,現(xiàn)在再往容器內通入等物質的量的C4H8和C2H4,使容器內氣體壓強增大,假設C4H8改變量為x,
可逆反應C4H8(g)+C2H4(g) 2C3H6(g)
n始(mol)1+1 2+1 1
n變(mol)x x 2x
n平(mol)2-x 3-x 1+2x
由于反應是等體積的反應,所以濃度比等于物質的量的比,平衡常數(shù)表達式用物質的量數(shù)值帶入,結果不變。假設C3H6的含量不變,仍然為,則,解得x=,則Qc=,說明再往容器內通入等物質的量的C4H8和C2H4,化學平衡向正反應方向移動,因此再達到新平衡時C3H6的體積分數(shù)>。
(4)①根據(jù)溫度對丙烯和乙烯的質量比的影響可知在300℃時丙烯和乙烯的質量比較大;根據(jù)壓強對丙烯和乙烯的質量比的影響可知在0.5 MPa時丙烯和乙烯的質量比較大,因此選擇的條件是300℃、0.5 MPa,故合理條件是c;
②“丁烯裂解法”生產(chǎn)丙烯,但生產(chǎn)過程中伴有生成乙烯的副反應發(fā)生,主反應:3C4H84C3H6;副反應:C4H82C2H4,當增大壓強時,副反應逆向移動,使丁烯濃度增大,增大反應物的濃度可導致主反應的平衡正向移動,從而可使丙烯含量增大。
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【題目】二氯亞砜(SOCl2)是一種無色易揮發(fā)液體,劇烈水解生成兩種氣體,常用作脫水劑,其熔點為-105℃,沸點為79℃,140℃以上時易分解。并且Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳,電解液是LiAlCl4-SOCl2。電池的總反應可表示為4Li+2SOC12=4LCl+S+SO2。
(1)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進行,原因是______________________。
(2)SOCl2易揮發(fā),實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl2,有Na2SO3和NaCl生成。如果把少量水滴到SOCl2中,反應的化學方程式為______________________。用硫黃(S)、液氯和三氧化硫為原料在一定條件合成二氯亞砜,原子利用率達100%,則三者的物質的量之比為___________。
(3)甲同學設計如圖所示的裝置用ZnCl2·xH2O晶體制取無水ZnCl2,回收剩余的SOCl2并利用裝置F驗證生成物中的某種氣體(夾持及加熱裝置略)。
①用原理解釋SOCl2在該實驗中的作用:_________________________________。
②裝置的連接順序為A→B→______________________。
③實驗結束后,為檢測ZnCl2·xH2O晶體是否完全脫水,甲同學設計實驗方案如下,正確的實驗順序為___________(填序號)。
a.加入足量硝酸酸化的硝酸銀溶液,充分反應 b.稱得固體為n克
c.干燥 d.稱取蒸干后的固體m克溶于水
e.過濾 f.洗滌
(4)乙同學認為SOCl2還可用作由FeCl3·6H2O制取無水FeCl2的脫水劑,但丙同學認為該實驗可能發(fā)生副反應使最后的產(chǎn)品不純。
①可能發(fā)生的副反應的離子方程式為_________________________________。
②兩同學設計了如下實驗方案判斷副反應的可能性:
i.取少量FeCl3·6H2O于試管中,加人足量SOCl2,振蕩使兩種物質充分反應;
ii.往上述試管中加水溶解,取溶解后的溶液少許于兩支試管,進行實驗驗證,完成表格內容。
(供選試劑:AgNO3溶液、稀鹽酸、稀HNO3、酸性KMnO4溶液、BaCl2溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、溴水)
方案 | 操作 | 現(xiàn)象 | 結論 |
方案一 | 往一支試管中滴加___________ | 若有白色沉淀生成 | 則發(fā)生了上述副反應 |
方案二 | 往另一支試管中滴加___________ | ___________ | 則沒有發(fā)生上述副反應 |
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【題目】(1)了解用藥常識,有利于自我保健,F(xiàn)有下列藥物:
A.阿司匹林(乙酰水楊酸) B.青霉素 C.抗酸藥(氫氧化鋁) D.麻黃堿
①可治療支氣管哮喘,但不宜過多服用的藥物是____________。(填字母)
②治療胃酸過多,但患有嚴重的胃潰瘍,應該選擇___________。(填字母)
③一種重要的抗生素類藥,有阻止多種細菌生長的功能,該藥物是____________。(填字母)
④能使發(fā)熱的病人體溫降至正常,并起到緩解疼痛的作用,該藥物是___________。(填字母)
(2)防治環(huán)境污染,改善生態(tài)環(huán)境已成為全球的共識。
①今年入冬以來,全國多個省市出現(xiàn)嚴重的霧霾天氣。導致霧霾形成的主要污染物是_______(填字母)。
A.SO2 B.NO2 C.PM2.5
②垃圾應分類收集。導致“白色污染”的生活垃圾應放置于貼有________ (填字母)標志的垃圾筒內。
③工業(yè)廢水需處理達標后才能排放。下列廢水處理的方法合理的是____________。
A.用中和法除去廢水中的酸
B.用混凝劑除去廢水中的重金屬離子
C.用氯氣除去廢水中的懸浮物
(3)全世界每年因鋼鐵銹蝕造成大量的損失。某學生欲探究在蒸餾水、氯化鈉溶液和醋酸溶液三種條件下鐵銹蝕的快慢,設計了如下實驗。
實驗序號 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ |
實驗內容 |
請回答:
①在一周的觀察過程中,他發(fā)現(xiàn)實驗序號為______的試管中鐵釘銹蝕速度最慢。
②下列防止鋼鐵銹蝕的措施不合理的是__________(填字母)。
A.在自行車的鋼圈表面鍍鎳
B.在地下鋼鐵管道上連接銅塊
C.改變金屬內部結構制成不銹鋼
③炒過菜的鐵鍋未及時洗凈(殘液中含NaCl),第二天便會因腐蝕出現(xiàn)紅褐色銹斑。試回答:鐵鍋的腐蝕主要是由__________________腐蝕造成的。
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【題目】管道工人曾經(jīng)用濃氨水檢查氯氣管道是否漏氣。已知能發(fā)生如下反應(在有水蒸氣存在的條件下):2NH3+3Cl2=6HCl+N2。下列說法錯誤的是( )
A.若管道漏氣,遇氨就會產(chǎn)生白煙
B.該反應屬于復分解反應
C.該反應屬于氧化還原反應
D.該反應中Cl2是氧化劑
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【題目】已知斷開1molH-H鍵吸收的能量為436KJ,形成1molH-N鍵放出的能量為391KJ,根據(jù)化學方程式N2+3H22NH3,反應完1molN2放出的能量為924KJ,則斷開1molN≡N鍵吸收的能量是
A.431KJ B.649KJ C.869KJ D.945.6KJ
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【題目】海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的碘元素,主要以碘化物形式存在。有一化學課外小組用海帶 為原料制取少量碘單質,他們將海帶灼燒成灰,用水浸泡一段時間(讓碘化物充分溶解在水中), 得到海帶灰懸濁液,然后按以下實驗流程提取單質碘:
(1)指出提取碘的過程中有關的實驗操作名稱:①_______,③_______。
(2)操作③中所用的有機試劑可以是________(填序號)A.四氯化碳 B.乙醇,簡述選擇其理由________。
(3)操作過程③可以分解為如下幾步:
A.檢驗分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液;
B.把50mL碘水和15mL 有機溶劑(你所選的)加入分液漏斗中,并蓋好玻璃塞;
C.倒轉漏斗用力振蕩,并不時旋開活塞放氣,最后關閉活塞,把分液漏斗放正;
D.把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺的鐵圈中;
E.靜置、分層。
F.將漏斗上口的玻璃塞打開或使塞上的凹槽與漏斗上口的小孔對準;
G.旋開活塞,用燒杯接收下層溶液;
H.從分液漏斗上口倒出上層液體;
①上述F步操作的目的是:____;
②最后碘的有機溶液是通過_____獲得(填“漏斗上口”或“漏斗下口”)。
(4)從含碘的有機溶液中提取碘和回收有機溶液,還需要經(jīng)過蒸餾,觀察如圖所示實驗裝置,指出其錯誤之處并加以改正_____。
(5)進行上述蒸餾操作時,使用水浴的原因是 _______,最后晶態(tài)碘在________里聚集。
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【題目】NaCl溶液中混有Na2SO4、CaCl2溶液和淀粉膠體,選擇適當?shù)脑噭┖头椒◤闹刑峒兂?/span>NaCl晶體。相應的實驗過程如圖:
(1)寫出上述實驗過程中所用試劑:試劑①____;試劑③____。
(2)判斷試劑①已過量的方法是:_____。
(3)操作①是利用半透膜進行分離提純,操作①的實驗結果:淀粉___(填“能”或“不能”)透過半透膜。
(4)操作④的名稱是____,其中玻璃棒的作用是____。
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【題目】已知:①2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)ΔH=-196.6 kJ·mol-1,②2NO(g)+O2(g)===2NO2(g) ΔH=-113.0 kJ·mol-1。下列熱化學方程式正確的是
A. NO2(g)+SO2(g) SO3(s)+NO(g) ΔH=-41.8 kJ·mol-1
B. SO3(g)+NO(g) NO2(g)+SO2(g) ΔH=+41.8 kJ·mol-1
C. NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g) ΔH=-77.4 kJ·mol-1
D. NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g) ΔH=-183.6 kJ·mol-1
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【題目】下圖是硫酸試劑瓶標簽上的內容:
(1)某化學興趣小組進行硫酸性質的實驗探究時,需要490mL 4.6mol·L-1的稀硫酸,現(xiàn)要配制該濃度的溶液所需的玻璃儀器除量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外,還需要__________(填儀器名稱);需要量取98%濃硫酸____________mL進行配制;
(2)配制溶液時有如下操作:a.稀釋溶解b.搖勻c.洗滌d.冷卻e.量取f.將溶液移至容量瓶g.定容,實驗操作順序正確的是(___________)。
A. e→a→f→d→c→f→g→b B. e→a→d→f→c→f→g→b
C. e→a→f→d→c→f→b→g D. e→a→d→f→c→f→b→g
(3)下列為配制過程中部分操作的示意圖,其中有錯誤的是____(填序號);
(4)在配制4.6mol·L-1稀硫酸的過程中,下列情況會引起配制所得的硫酸溶液物質的量濃度偏高的是___;
A.未經(jīng)冷卻趁熱將溶液注入容量瓶中 B.容量瓶洗滌后,未干燥處理
C.定容時仰視觀察液面 D.未洗滌燒杯和玻璃棒
(5)為中和100mL 2.3 mol·L-1KOH溶液后顯中性,需要加入________mL 4.6mol·L-1稀硫酸。
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