【題目】丙烯是重要的有機(jī)化工原料,主要用于生產(chǎn)聚丙烯、丙烯腈、環(huán)氧丙烷等。
(1)以丁烯和乙烯為原料制備丙烯的方法被稱(chēng)為“烯烴歧化法",主要反應(yīng)為C4H8(g)+C2H4(g)2C3H6(g)
已知相關(guān)燃燒熱數(shù)據(jù):
C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H1=-1411kJ·mol-1
C3H6(g)+ O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) △H2=-2049kJ·mol-1
C4H8(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(l) △H3=-2539kJ·mol-1
①乙烯的電子式為______________。
②相同質(zhì)量的C2H4(g)、C3H6(g)和C4H8(g)充分燃燒,放出的熱量由多到少的順序依次為______________(填寫(xiě)化學(xué)式)。
③ 上述“烯烴歧化法”的反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為___________。
(2)“丁烯裂解法”是另一種重要的丙烯生產(chǎn)法,生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)有生成乙烯的副反應(yīng)發(fā)生。
反應(yīng)如下:主反應(yīng):3C4H84C3H6;副反應(yīng):C4H82C2H4
測(cè)得上述兩反應(yīng)的平衡體系中,各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w%)隨溫度(T)和壓強(qiáng)(p)變化的趨勢(shì)分別如圖1和圖2所示:
①平衡體系中的丙烯和乙烯的質(zhì)量比[]是工業(yè)生產(chǎn)丙烯時(shí)選擇反應(yīng)條件的重要指標(biāo)之一,從產(chǎn)物的純度考慮,該數(shù)值越高越好,從圖1和圖2中表現(xiàn)的趨勢(shì)來(lái)看,下列反應(yīng)條件最適宜的是_____(填字母序號(hào))
A. 300℃ 0.1MPa B. 700℃ 0.1MPa
C.300℃ 0.5MPa D.700℃ 0.5MPa
②有研究者結(jié)合圖1數(shù)據(jù)并綜合考慮各種因素,認(rèn)為450℃的反應(yīng)溫度比300℃或700℃更合適,從反應(yīng)原理角度分析其理由可能是__________。
③圖2中,隨壓強(qiáng)增大,平衡體系中丙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈上升趨勢(shì),從平衡角度解釋其原因是_________。
【答案】 C2H4 C3H6 C4H8 C4H8(g)+C2H4(g)=2C3H6(g) △H1=+148kJ·mol-1 C 450℃比300℃的反應(yīng)速率快;比700℃的副反應(yīng)程度;丁烯轉(zhuǎn)化成丙烯的轉(zhuǎn)化率高;該溫度下催化劑的選擇性最高;該溫度是催化劑的活性溫度 壓強(qiáng)增大,生成乙烯的副反應(yīng)平衡逆向移邊,丁烯濃度增大,導(dǎo)致主反應(yīng)的平衡正向移動(dòng),丙烯含量增大。
【解析】(1)①乙烯分子中含有碳碳雙鍵,電子式為,故答案為:;
②根據(jù)方程式,相同質(zhì)量的C2H4(g)、C3H6(g)和C4H8(g)充分燃燒,假設(shè)質(zhì)量均為1g,放出的熱量分別為=50.39kJ, =48.78kJ, =45.33kJ,放出的熱量由多到少的順序?yàn)?/span>C2H4>C3H6>C4H8,故答案為:C2H4>C3H6>C4H8;
③ i.C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H1=-1411kJ·mol-1,ii.C3H6(g)+ O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l)△H2=-2049kJ·mol-1,iii.C4H8(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(l)△H3=-2539kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律,將i+iii-ii×2得:C2H8(g)+C2H4(g)2C3H6(g) △H=(-1411)+(-2539)-(-2049)×2=+148kJ·mol-1,故答案為:C4H8(g)+C2H4(g)=2C3H6(g)△H=+148kJ·mol-1;
(2)①根據(jù)圖像1,在溫度為300℃是丙烯的含量很高,乙烯的含量很小,即比值較大;根據(jù)圖像2,壓強(qiáng)在0.5MPa時(shí)丙烯的含量很高,乙烯的含量很小,即比值較大;因此最適宜的條件為:300℃,0.5MPa,故選C;
②450℃的反應(yīng)溫度比300℃或700℃更合適的可能的原因有:450℃比300℃的反應(yīng)速率快;比700℃的副反應(yīng)程度小;丁烯轉(zhuǎn)化成丙烯的轉(zhuǎn)化率高;該溫度下催化劑的選擇性最高,故答案為:450℃比300℃的反應(yīng)速率快;比700℃的副反應(yīng)程度。欢∠┺D(zhuǎn)化成丙烯的轉(zhuǎn)化率高;該溫度下催化劑的選擇性最高;該溫度是催化劑的活性溫度等;
③根據(jù)主反應(yīng):3C4H84C3H6;副反應(yīng):C4H82C2H4可知,壓強(qiáng)增大,生成乙烯的副反應(yīng)平衡逆向移邊,導(dǎo)致丁烯濃度增大,使得主反應(yīng)的平衡正向移動(dòng),丙烯含量增大,故答案為:壓強(qiáng)增大,生成乙烯的副反應(yīng)平衡逆向移邊,丁烯濃度增大,導(dǎo)致主反應(yīng)的平衡正向移動(dòng),丙烯含量增大。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】據(jù)報(bào)道,在300℃、70MPa下由二氧化碳和氫氣合成乙醇已成為現(xiàn)實(shí),其反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) 。 下列敘述錯(cuò)誤的是
A. 使用Cu-Zn-Fe催化劑可大大提高生產(chǎn)效率
B. 反應(yīng)需在300℃條件下進(jìn)行可推測(cè)該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
C. 充入大量CO2氣體可提高H2的轉(zhuǎn)化率
D. 從平衡混合氣體中分離出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列情況會(huì)對(duì)人體健康造成較大危害的是( )
A.自來(lái)水中通入少量Cl2進(jìn)行消毒殺菌
B.利用SO2的漂白作用使食品增白
C.用食醋清洗熱水瓶膽內(nèi)壁附著的水垢(CaCO3)
D.用小蘇打(NaHCO3)發(fā)酵面團(tuán)制作饅頭
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】硼是植物生長(zhǎng)發(fā)育必需的微量元素之一,硼玻璃纖維用作火箭的防護(hù)材料。下列關(guān)于硼的敘述正確的是
A. 硼原子的L電子層中有2個(gè)電子 B. 硼酸是弱酸
C. 硼的金屬性比鋁的金屬性強(qiáng) D. 硼的原子半徑比碳的原子半徑小
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列是部分短周期中第二、第三周期元素的原子半徑及主要化合價(jià).
元素代號(hào) | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ |
原子半徑(nm) | 0.186 | 0.160 | 0.152 | 0.153 | 0.110 | 0.099 | 0.075 | 0.074 |
主要化合價(jià) | +1 | +2 | +1 | +3 | +5、 | +7、 | +5、 | ﹣2 |
回答下列問(wèn)題:
(1)寫(xiě)出它們的元素名稱(chēng):①②③④⑤⑥⑦⑧
(2)⑧在元素周期表中的位置是(周期、族)
(3)8個(gè)元素的最高價(jià)氧化物的水化物中,酸性最強(qiáng)的是(填化學(xué)式).
(4)①元素和⑥元素形成化合物的電子式是 .
(5)寫(xiě)出④最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物與⑥的氫化物水溶液反應(yīng)的離子方程式: .
(6)下列敘述正確的是(填字母). A.③、④處于不同周期
B.②的陽(yáng)離子與⑧的陰離子的核外電子數(shù)相等
C.⑥在同主族元素中非金屬性最強(qiáng)
D.⑤元素與⑦元素兩者核電荷數(shù)之差是8
E.①與⑧形成的化合物具有兩性.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】A、D、E、W是中學(xué)常見(jiàn)的四種元素,原子序數(shù)依次增大。A的原子最外層電子數(shù)是次外層的2倍,D的氧化物屬于兩性氧化物,D、E位于同周期,A、D、E的原子最外層電子數(shù)之和為14,W是人體必需的微量元素,缺乏W會(huì)導(dǎo)致貧血癥狀。
(1)A在元素周期表中的位置是__________________。
(2)下列事實(shí)能用元素周期律解釋的是_____(填字母序號(hào))。
a . D的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性弱于Mg(OH)2
b. E的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性小于HF
c. WE3的溶液可用于刻蝕銅制的印刷電路板
(3)E的單質(zhì)可以從NaBr溶液中置換出Br2單質(zhì),從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋其原因是__________。
(4)①工業(yè)上用電解法制備D的單質(zhì),反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。
②家用“管道通”的有效成分是燒堿和D的單質(zhì),使用時(shí)需加入一定量的水,此時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。
(5)W的單質(zhì)可用于處理酸性廢水中的NO3-,使其轉(zhuǎn)換為NH4+,同時(shí)生成有磁性的W的氧化物X,再進(jìn)行后續(xù)處理。
① 上述反應(yīng)的離子方程式為__________。
② D的單質(zhì)與X在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某同學(xué)在做濃硫酸與銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,觀察到銅片表面變黑,于是對(duì)黑色物質(zhì)的組成進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。
(1)用如右圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)1。(加熱和夾持儀器已略去)
實(shí)驗(yàn)1:銅片與濃硫酸反應(yīng)
操作 | 現(xiàn)象 |
加熱到120℃~250℃ | 銅片表面變黑,有大量氣體產(chǎn)生,形成墨綠色濁液 |
繼續(xù)加熱至338℃ | 銅片上黑色消失,瓶中出現(xiàn)“白霧”,溶液略帶藍(lán)色,瓶底部有較多灰白色沉淀 |
①裝置B的作用是________;裝置C中盛放的試劑是_______。
②為證明A裝置中灰白色沉淀的主要成分為硫酸銅,實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象是___________。
(2)探究實(shí)驗(yàn)1中120℃~250℃時(shí)所得黑色固體的成分。
【提出猜想】黑色固體中可能含有CuO、CuS、Cu2S中的一種或幾種。
【查閱資料】
資料1:亞鐵氰化鉀[K4Fe(CN)6]是Cu2+的靈敏檢測(cè)劑,向含有Cu2+的溶液中滴加亞鐵氰化鉀溶液,生成紅棕色沉淀。
資料2:
CuS | Cu2S |
黑色結(jié)晶或粉末 | 灰黑色結(jié)晶或粉末 |
難溶于稀硫酸;可溶于硝酸;微溶于濃氨水或熱的濃鹽酸 | 難溶于稀硫酸和濃鹽酸;可溶于硝酸;微溶于濃氨水 |
【設(shè)計(jì)并實(shí)施實(shí)驗(yàn)】
實(shí)驗(yàn)2.探究黑色固體中是否含CuO
操作 | 現(xiàn)象 |
i.取表面附著黑色固體的銅片5片,用清水洗干凈,放入盛有10mL試劑A的小燒杯中,攪拌 | 黑色表層脫落,露出光亮的銅片 |
ii.取出銅片,待黑色沉淀沉降 | 上層溶液澄清、無(wú)色 |
①試劑A是_________。
②甲認(rèn)為ii中溶液無(wú)色有可能是Cu2+濃度太小,于是補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了溶液中不含Cu2+,補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象是______。
實(shí)驗(yàn)3.探究黑色固體中是否含CuS、Cu2S
操作 | 現(xiàn)象 |
i.取實(shí)驗(yàn)2中黑色固體少許,加入適量濃氨水,振蕩后靜置 | 有固體剩余,固液分界線附近的溶液呈淺藍(lán)色 |
ii.另取實(shí)驗(yàn)2中黑色固體少許,加入適量濃鹽酸,微熱后靜置 | 有固體剩余,溶液變成淺綠色 |
【獲得結(jié)論】由實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3可得到的結(jié)論是:實(shí)驗(yàn)1中,120℃~250℃時(shí)所得黑色固體中_______。
【實(shí)驗(yàn)反思】
分析實(shí)驗(yàn)1中338℃時(shí)產(chǎn)生現(xiàn)象的原因,同學(xué)們認(rèn)為是較低溫度時(shí)產(chǎn)生的黑色固體與熱的濃硫酸進(jìn)一步反應(yīng)造成。已知反應(yīng)的含硫產(chǎn)物除無(wú)水硫酸銅外還有二氧化硫,則黑色固體消失時(shí)可能發(fā)生的所有反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】控制變量法是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一種常用方法.下表是某學(xué)習(xí)小組研究等物質(zhì)的量濃度的稀硫酸和鋅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析以下數(shù)據(jù),回答下列問(wèn)題:
序號(hào) | 硫酸的體積/mL | 鋅的質(zhì)量/g | 鋅的性狀 | 溫度/ | 完全溶于酸的時(shí)間/s | 生成硫酸鋅的質(zhì)量/g |
1 | 50.0 | 2.0 | 薄片 | 25 | 100 | m1 |
2 | 50.0 | 2.0 | 顆粒 | 25 | 70 | m2 |
3 | 50.0 | 2.0 | 顆粒 | 35 | 35 | m3 |
4 | 50.0 | 2.0 | 粉末 | 25 | 45 | 5.0 |
5 | 50.0 | 6.0 | 粉末 | 35 | 30 | m4 |
6 | 50.0 | 8.0 | 粉末 | 25 | t6 | 16.1 |
7 | 50.0 | 10.0 | 粉末 | 25 | t7 | 16.1 |
(1)化學(xué)反應(yīng)速率本質(zhì)上是由決定的,但外界條件也會(huì)影響反應(yīng)速率的大。緦(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3表明對(duì)反應(yīng)速率有影響.
(2)我們最好選取實(shí)驗(yàn)(填3個(gè)實(shí)驗(yàn)序號(hào))研究鋅的形狀對(duì)反應(yīng)速率的影響.我們發(fā)現(xiàn)在其它條件相同時(shí),反應(yīng)物間的反應(yīng)速率越快.
(3)若采用與實(shí)驗(yàn)1完全相同的條件,但向反應(yīng)容器中滴加少量硫酸銅溶液,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率明顯加快.原因是 .
(4)利用表中數(shù)據(jù),可以求得:硫酸的物質(zhì)的量濃度是mol/L.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說(shuō)法正確的是
A. 反應(yīng)Cu2S+O2 2Cu+SO2生成1molCu,電子轉(zhuǎn)移數(shù)為3NA
B. 常溫時(shí),2L1mol/L的醋酸溶液中,所含分子總數(shù)小于2 NA
C. 1molFeC13溶于水中,溶液中離子數(shù)為4 NA
D. 1molNH2-中含電子數(shù)為NA
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