【題目】(1)乙基叔丁基醚(以ETBE表示)是一種性能優(yōu)良的高辛烷值汽油調(diào)和劑。用乙醇與異丁烯(以IB表示)在催化劑HZSM-5催化下合成ETBE,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:C2H5OH(g)+IB(g)=ETBE(g) △H;卮鹣铝袉(wèn)題:
反應(yīng)物被催化劑HZSM-5吸附的順序與反應(yīng)歷程的關(guān)系如圖所示,該反應(yīng)的△H=__________ kJ·mol-1。反應(yīng)歷程的最優(yōu)途徑是________(填C1、C2或C3)。
(2)開(kāi)發(fā)清潔能源是當(dāng)今化工研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。二甲醚(CH3OCH3)在未來(lái)可能替代柴油和液化氣作為潔凈液體燃料使用,工業(yè)上以CO和H2為原料生產(chǎn)CH3OCH3。工業(yè)制備二甲醚在催化反應(yīng)室中(壓力2.0~10.0Mpa,溫度230~280℃)進(jìn)行下列反應(yīng):
反應(yīng)ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=-99kJ·mol1
反應(yīng)ⅱ:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5kJ·mol1
反應(yīng)ⅲ:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.2kJ·mol1
①在該條件下,若反應(yīng)1的起始濃度分別為:c(CO)=0.6mol·L1,c(H2)=1.4mol·L1,8min后達(dá)到平衡,CO的轉(zhuǎn)化率為50%,則8min內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率為__________。
②在t℃時(shí),反應(yīng)2的平衡常數(shù)為400,此溫度下,在1L的密閉容器中加入一定的甲醇,反應(yīng)到某時(shí)刻測(cè)得各組分的物質(zhì)的量濃度如下:
物質(zhì) | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
c(mol·L1) | 0.46 | 1.0 | 1.0 |
此時(shí)刻v正___v逆(填“>”“<”或“=”),平衡時(shí)c(CH3OCH3)的物質(zhì)的量濃度是___。
③催化反應(yīng)室的總反應(yīng)3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g),CO的平衡轉(zhuǎn)化率α(CO)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示,圖中X代表___(填“溫度”或“壓強(qiáng)”),且L1___L2(填“>”“<”或“=”)。
④在催化劑的作用下同時(shí)進(jìn)行三個(gè)反應(yīng),發(fā)現(xiàn)隨著起始投料比的改變,二甲醚和甲醇的產(chǎn)率(產(chǎn)物中的碳原子占起始CO中碳原子的百分率)呈現(xiàn)如圖的變化趨勢(shì)。試解釋投料比大于1.0之后二甲醚產(chǎn)率和甲醇產(chǎn)率變化的原因:______________。
【答案】-4a C3 0.075mol·L-1·min-1 > 1.2mol·L-1 溫度 > 當(dāng)投料比大于1時(shí),隨著c(H2)增大,反應(yīng)ⅰ被促進(jìn),而反應(yīng)ⅲ被抑制,c(H2O)增大,最終抑制反應(yīng)ⅱ,因此甲醇的產(chǎn)率繼續(xù)增大而二甲醚的產(chǎn)率減小
【解析】
(1)由圖可知,反應(yīng)物的總能量為5a kJ·mol-1,生成物的總能量為a kJ·mol-1,所以反應(yīng)的△H= - 4 kJ·mol-1。反應(yīng)歷程的最優(yōu)途徑是C3,其所需要的活化能最小;
(2)①在該條件下,若反應(yīng)ⅰ的起始濃度分別為:c(CO)=0.6mol·L1,c(H2)=1.4mol·L1,8min后達(dá)到平衡,CO的轉(zhuǎn)化率為50%,則8min內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率為: ;
②在t℃時(shí),此時(shí)反應(yīng)ⅱ有:,所以此時(shí)刻v正>v逆,由表中數(shù)據(jù)及反應(yīng)ⅱ列出三段式,可求出加入的甲醇的量為2.46 mol,平衡時(shí)設(shè)c(CH3OCH3)的物質(zhì)的量濃度為x mol/L,則有,解得x=1.2;
③催化反應(yīng)室的總反應(yīng)3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)是由反應(yīng)式ⅰ×2+ⅱ+ⅲ而得,故該總反應(yīng)的ΔH=ΔH1×2+ΔH2+ΔH3= -262.7 kJ·mol1<0,該反應(yīng)是放熱反應(yīng),若升溫,其CO的平衡轉(zhuǎn)化率會(huì)降低,該總反應(yīng)是氣體系數(shù)減小的反應(yīng),若增壓,則CO的平衡轉(zhuǎn)化率會(huì)增大,根據(jù)圖的走向可知,橫坐標(biāo)X代表的是溫度,那么L代表的是壓強(qiáng),根據(jù)壓強(qiáng)增大CO的平衡轉(zhuǎn)化率也增大可判斷,L1>L2;
④當(dāng)投料比大于1時(shí),隨著c(H2)增大,反應(yīng)ⅰ被促進(jìn),而反應(yīng)ⅲ被抑制,c(H2O)增大,最終抑制反應(yīng)ⅱ,因此甲醇的產(chǎn)率繼續(xù)增大而二甲醚的產(chǎn)率減小。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法或表示方法正確的是
A.等物質(zhì)的量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒生成SO2氣體,放出的熱量一樣多
B.由C(石墨)=C(金剛石) ΔH=+1.90kJ·mol-1可知,金剛石比石墨穩(wěn)定
C.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH<0,則56gCO和32gO2所具有的總能量大于88gCO2所具有的總能量
D.已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1,則相同條件下,在密閉容器中,1molN2和3molH2混合充分反應(yīng)后放出92.4kJ的熱量
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】根據(jù)已經(jīng)學(xué)過(guò)的化學(xué)知識(shí),回答下列問(wèn)題。
I.(1)現(xiàn)有下列十種物質(zhì):①蔗糖 ②熔融KNO3 ③石墨 ④銅絲 ⑤NaOH固體 ⑥SO3 ⑦BaSO4固體 ⑧K2O固體 ⑨液態(tài)H2SO4 ⑩液氯 上述物質(zhì)中可導(dǎo)電的是____________(填序號(hào),下同);上述物質(zhì)中不能導(dǎo)電,但屬于電解質(zhì)的是_______________________。
(2)NaHSO4是一種酸式鹽,請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/span>
①寫出NaHSO4在水中的電離方程式____________________________________。
②與0.1 mol·L—1的NaHSO4溶液的導(dǎo)電能力相同的硫酸鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為:_____。
③NaHSO4溶液與NaHCO3溶液反應(yīng)的離子方程式為______________________________。
(3)粗鹽中含可溶性CaCl2、MgCl2及一些硫酸鹽,除去這些雜質(zhì)的試劑可選用,①Na2CO3、②NaOH、③BaCl2、④HCl,用序號(hào)表示加入的先后順序依次是_________。
II.A、B、C、X均為中學(xué)常見(jiàn)物質(zhì),它們?cè)谝欢l件下有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(副產(chǎn)物已略去)。
(1)若X是氧氣,則A不可能 ______(填序號(hào))
A.C B.SiC.NaD.Mg
(2)若X是金屬單質(zhì),向淺綠色溶液C中滴入AgNO3溶液,產(chǎn)生了不溶于稀HNO3的白色沉淀,則B的化學(xué)式為__________;C溶液在貯存時(shí)應(yīng)加入少量X,理由是(用離子方程式表示)________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序數(shù)逐漸增大,四種元素形成的化合物甲的結(jié)構(gòu)如圖所示。且 W 與 X、Y、Z 均可形成電子數(shù)相等的分子,W2Z常溫常壓下為液體。下列說(shuō)法正確的是
A.YW3 分子中的鍵角為120°
B.W2Z 的穩(wěn)定性大于YW3
C.1mol甲分子中存在2mol Y-W鍵
D.Y 元素的氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為強(qiáng)酸
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示裝置,電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),同時(shí)A極逐漸變粗,B極逐漸變細(xì),C為電解質(zhì)溶液,則A、B、C可能是下列各組中的
A.A是Ag,B是Fe,C為稀AgNO3溶液
B.A是Cu,B是Zn,C為稀H2SO4
C.A是Fe,B是Ag,C為稀AgNO3溶液
D.A是Zn,B是Cu,C為稀H2SO4
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】氯磺酸(HSO3Cl)在糖精、磺胺藥的生產(chǎn)中有重要的應(yīng)用。常溫常壓下氯磺酸為無(wú)色油狀液體,沸點(diǎn)約為152℃,吸濕性和腐蝕性極強(qiáng),在空氣中發(fā)煙。學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室用SO3和HCl來(lái)制備HSO3Cl并測(cè)定產(chǎn)品純度。設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)(夾持裝置略去)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)儀器m的名稱為___。
(2)已知:HSO3Cl中硫元素為+6價(jià),O原子和Cl原子的最外層均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則HSO3Cl中的化學(xué)鍵為___ (填“離子鍵”、“極性鍵”或“非極性鍵”)。
(3)SO3可由五氧化二磷與濃硫酸共熱制備,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。
(4)裝置B的作用為___。由儀器n可知制備HSO3Cl的反應(yīng)為___ (填“放熱反應(yīng)”或“吸熱反應(yīng)”)。
(5)HSO3Cl純度的測(cè)定(儀器m中得到的HSO3Cl中常溶有少量的SO3):
i.取25.0g產(chǎn)品溶于水中,加入過(guò)量的Ba(NO3)2溶液充分反應(yīng)后,過(guò)濾。
ii.向?yàn)V液中加入過(guò)量的AgNO3溶液,過(guò)濾、洗滌、干燥、稱量,測(cè)量所得沉淀AgCl的質(zhì)量為28.7g。
①HSO3Cl遇水發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。
②產(chǎn)品HSO3Cl的純度為___。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】硫酰氯(SO2Cl2)常作氯化劑或氯磺化劑,用于制作藥品、染料、表面活性劑等。有關(guān)物質(zhì)的部分性質(zhì)如下表:
物質(zhì) | 熔點(diǎn)/℃ | 沸點(diǎn)/℃ | 其它性質(zhì) |
SO2Cl2 | -54.1 | 69.1 | ①易水解,產(chǎn)生大量白霧 ②易分解:SO2Cl2SO2↑+Cl2↑ |
H2SO4 | 10.4 | 338 | 吸水性且不易分解 |
實(shí)驗(yàn)室用干燥、純凈的二氧化硫和氯氣合成硫酰氯,裝置如圖所示(夾持儀器已省略),請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題:
(1)儀器A冷卻水的進(jìn)水口為________(填“a”或“b”)。
(2)儀器B中盛放的藥品是________,其目的是________________________。
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),裝置丁中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________________,當(dāng)生成6.72L的氯氣(標(biāo)況下),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________。
(4)裝置丙中盛放的試劑是________,若缺少裝置乙,對(duì)實(shí)驗(yàn)造成的影響是_______________。
(5)少量硫酰氯也可用液態(tài)氯磺酸(ClSO3H)低溫催化分解獲得,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2ClSO3H=H2SO4 +SO2Cl2,從分解產(chǎn)物中分離出硫酰氯的操作是______________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】將10 mL 0.21 molL﹣1的鹽酸和10 mL 0.1 molL﹣1Ba(OH)2溶液混合,再用水稀釋至5 L,取出10 mL滴入甲基橙試劑,則溶液顯示的顏色是( )
A. 藍(lán)色B. 紅色C. 黃色D. 橙色
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】丙烷的分子結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)寫成鍵線式結(jié)構(gòu),有機(jī)物A的鍵線式結(jié)構(gòu)為,有機(jī)物B與等物質(zhì)的量的H2發(fā)生加成反應(yīng)可得到有機(jī)物A。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( 。
A. 用系統(tǒng)命名法命名有機(jī)物A,名稱為2,2,3﹣三甲基戊烷
B. 有機(jī)物A的一氯取代物只有4種
C. 有機(jī)物A的分子式為C8H18
D. B的結(jié)構(gòu)可能有3種,其中一種名稱為3,4,4﹣三甲基﹣2﹣戊烯
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