【題目】化工原料異丁烯(C4H8)可由異丁烷(C4H10)直接催化脫氫制備:C4H10(g) C4H8(g) + H2(g)ΔH=+139 kJ/mol
(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達式為_________________。
(2)一定條件下,以異丁烷為原料生產(chǎn)異丁烯。溫度、壓強改變對異丁烷平衡轉(zhuǎn)化率的
影響如下圖所示。
①判斷p1、p2的大小關(guān)系:p1_________________(填“>”或“<”)p2,理由是_________________。
②若異丁烷的平衡轉(zhuǎn)化率為40%,則平衡混合氣中異丁烯的物質(zhì)的量分數(shù)最多為______%(保留小數(shù)點后1位)。
(3)目前,異丁烷催化脫氫制備異丁烯的研究熱點是催化活性組分以及載體的選擇。下表是以V-Fe-K-O為催化活性物質(zhì),反應(yīng)時間相同時,測得的不同溫度、不同載體條件下的數(shù)據(jù)。
溫度/℃ | 570 | 580 | 590 | 600 | 610 | |
以γ-Al2O3為載體 | 異丁烷轉(zhuǎn)化率/% | 36.41 | 36.49 | 38.42 | 39.23 | 42.48 |
異丁烯收率/% | 26.17 | 27.11 | 27.51 | 26.56 | 26.22 | |
以TiO2為載體 | 異丁烷轉(zhuǎn)化率/% | 30.23 | 30.87 | 32.23 | 33.63 | 33.92 |
異丁烯收率/% | 25.88 | 27.39 | 28.23 | 28.81 | 29.30 |
說明:收率=(生產(chǎn)目標產(chǎn)物的原料量/原料的進料量)×100%
①由上表數(shù)據(jù),可以得到的結(jié)論是____________(填字母序號)。
a.載體會影響催化劑的活性
b. 載體會影響催化劑的選擇性
c.載體會影響化學(xué)平衡常數(shù)
②分析以γ-Al2O3為載體時異丁烯收率隨溫度變化的可能原因:___________。
【答案】 < 該反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng),增大壓強平衡逆向移動;圖象表明,溫度一定時,壓強由p1變?yōu)?/span>p2,異丁烷的平衡轉(zhuǎn)化率減小,平衡逆向移動,可知p1<p2 28.6 ab 溫度升高時異丁烯的收率增加的可能原因:催化劑活性增加,反應(yīng)速率加快,平衡正向移動(或其他合理原因);溫度繼續(xù)升高,異丁烯的收率下降的可能原因:催化劑的選擇性下降,發(fā)生副反應(yīng)的異丁烷的比例增加(或其他合理原因)
【解析】
(1)化學(xué)平衡常數(shù)=,則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達式K=,
答案為:;
(2)①根據(jù)反應(yīng)C4H10(g) C4H8(g) + H2(g),該反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng),增大壓強平衡逆向移動;圖象表明,溫度一定時,壓強由p1變?yōu)?/span>p2,異丁烷的平衡轉(zhuǎn)化率減小,平衡逆向移動,可知p1<p2,
答案為:<;該反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng),增大壓強平衡逆向移動;圖象表明,溫度一定時,壓強由p1變?yōu)?/span>p2,異丁烷的平衡轉(zhuǎn)化率減小,平衡逆向移動,可知p1<p2;
②設(shè)異丁烷初始物質(zhì)的量為a,平衡轉(zhuǎn)化率為40%,則根據(jù)反應(yīng)利用三段式:
C4H10(g) C4H8(g)+H2(g)
初始(mol) a 0 0
變化(mol) 40% a 40% a 40% a
平衡(mol) (1-40%) a 40% a 40% a
則平衡混合氣中異丁烯的物質(zhì)的量分數(shù)最多為×100%=28.6%,
答案為:28.6;
(3)①a. 由上表數(shù)據(jù),相同溫度下,同一催化劑選擇不同的載體異丁烷轉(zhuǎn)化率和異丁烯收率不同,即催化效果不同,說明不同載體會影響催化劑的活性,故a正確;
b. 以γ-Al2O3為載體時,隨著溫度的升高異丁烷轉(zhuǎn)化率不斷升高,而異丁烯收率基本不變;以TiO2為載體時,異丁烷轉(zhuǎn)化率和異丁烯收率都隨著溫度的升高而增大,說明不同的載體會影響催化劑的選擇性,故b正確;
c.化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),與催化劑或催化劑載體無關(guān),故c錯誤;
答案選ab;
②以γ-Al2O3為載體時溫度升高時,異丁烯的收率增加的可能原因:催化劑活性增加,反應(yīng)速率加快,平衡正向移動;溫度繼續(xù)升高,異丁烯的收率下降的可能原因:催化劑的選擇性下降,發(fā)生副反應(yīng)的異丁烷的比例增加,
答案為:溫度升高時異丁烯的收率增加的可能原因:催化劑活性增加,反應(yīng)速率加快,平衡正向移動(或其他合理原因);溫度繼續(xù)升高,異丁烯的收率下降的可能原因:催化劑的選擇性下降,發(fā)生副反應(yīng)的異丁烷的比例增加(或其他合理原因)。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】酚酞含片是一種治療消化系統(tǒng)疾病的藥物,其有效成分的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示.下列對該有效成分的說法正確的是( 。
A. 核磁共振氫譜中有5個峰
B. 最多有14個碳原子共平面
C. 可能發(fā)生縮聚反應(yīng)生成高分子化合物
D. 1mol該物質(zhì)最多能與含4molNaOH的燒堿溶液反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氮化鎂常用于制備其它超硬、高導(dǎo)熱、耐高溫的氮化物,實驗室用以下裝置制取氮化鎂。已知:Mg+2NH3Mg(NH2)2+H2,Mg3N2是一種淺黃色粉末,易水解。下列說法不正確的是
A. 實驗開始時應(yīng)先點燃乙處酒精燈,再點燃丁處酒精燈
B. 裝置乙的目的是制備N2
C. 裝置丙與裝置戊可以對調(diào)
D. 取裝置丁所得固體少許,滴入少量蒸餾水,可檢驗是否有Mg3N2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】利用固體表面催化工藝進行NO分解的過程如下圖所示。
下列說法不正確的是
A.NO屬于共價化合物
B.O2含有非極性共價鍵
C.過程②吸收能量,過程③釋放能量
D.標準狀況下,NO分解生成11.2LN2轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6.02×1023
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】A、B、C、X為中學(xué)化學(xué)常見物質(zhì),A、B、C含有相同元素甲,可以發(fā)生如下轉(zhuǎn)化(水參與的反應(yīng),水未標出)。
下列說法不正確的是
A.若A、B、C的焰色反應(yīng)呈黃色、水溶液均呈堿性,則X可以是CO2
B.若C為紅棕色氣體,則A一定為空氣中含量最高的氣體
C.若B為FeCl3,則X一定是Fe
D.A可以是碳單質(zhì),也可以是O2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列事實不能用勒夏特列原理解釋的是
A. 實驗室用排飽和食鹽水方法收集氯氣
B. 氯水應(yīng)保存在棕色細口瓶中,并處冷暗避光處保存
C. pH=3的醋酸溶液中加入CH3COONH4溶液,溶液pH增大
D. 將銅粉和鋅粉混合后加入稀硫酸中,產(chǎn)生氣體的速率比不加銅粉快
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】乙烯的產(chǎn)量可以用來衡量一個國家的石油化工發(fā)展水平,請回答:
(1)乙烯的結(jié)構(gòu)簡式是__。
(2)寫出乙烯在一定條件下生成聚乙烯塑料的化學(xué)方程式為___。
(3)可以用來除去乙烷中混有的乙烯的試劑是__(填序號
①水 ②氫氣 ③溴水 ④酸性高錳酸鉀溶液
(4)在一定條件下,乙烯能與水反應(yīng)生成有機物A,A的結(jié)構(gòu)簡式是__,其反應(yīng)類型是__反應(yīng)填“取代”或“加成”。
(5)下列化學(xué)反應(yīng)原理相同的是__填序號。
①乙烯使溴的四氯化碳溶液和酸性高錳酸鉀溶液褪色
②SO2使溴水和酸性高錳酸鉀溶液褪色
③SO2使品紅溶液和滴有酚酞的NaOH溶液褪色
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某烴A是有機化學(xué)工業(yè)的基本原料,其產(chǎn)量可以用來衡量一個國家的石油化工發(fā)展水平,A還是一種植物生長調(diào)節(jié)劑,A可發(fā)生如圖所示的一系列化學(xué)反應(yīng)。
根據(jù)如圖回答下列問題:
(1)寫出B、D的結(jié)構(gòu)簡式:B_______;D________。
(2)寫出②⑤兩步反應(yīng)的化學(xué)方程式,并注明反應(yīng)類型:
②_____________(反應(yīng)類型____________)。
⑤_________(反應(yīng)類型____________)。
(3)戊烷的同分異構(gòu)體中,在相同條件下沸點最低的是________(寫結(jié)構(gòu)簡式)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列敘述不正確的是
A. 2,3,3,4—四甲基戊烷的一氯代物有3種
B. 分子式為C3H2Cl6的有機物,其同分異構(gòu)體(不考慮立體異構(gòu))共有4種
C. 甲烷與氯氣的混合氣體在光照條件下反應(yīng)生成的有機化合物均無同分異構(gòu)體
D. 結(jié)構(gòu)簡式為H3CCH3的有機物,屬于芳香族化合物的同分異構(gòu)體有2種
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