【题目】(14分)丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备.回答下列问题:
(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1﹣丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:
①C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g)△H1
已知:②C4H10(g)+ O2(g)=C4H8(g)+H2O(g)△H2=﹣119kJmol﹣1
③H2(g)+ O2(g)=H2O(g)△H3 =﹣242kJmol﹣1
反应①的△H1为 kJmol﹣1 . 图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是(填标号).
A.升高温度B.降低温度C.增大压强D.降低压强
(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等.图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系.图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是 .
(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线,副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物.丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是、;590℃之后,丁烯产率快速降低的主要原因可能是 .
【答案】
(1)+123;小于;AD
(2)原料中过量H2会使反应①平衡逆向移动,所以丁烯产率下降
(3)升高温度时,反应速率加快,单位时间内产生丁烯更多;590℃前升高温度,反应①平衡正向移动;高温则有更多的丁烷裂解生成副产物导致产率降低
【解析】解:(1)②C4H10(g)+ O2(g)=C4H8(g)+H2O(g)△H2=﹣119kJmol﹣1
③H2(g)+ O2(g)=H2O(g)△H3=﹣242kJmol﹣1
②﹣③得C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g)△H1=+123kJmol﹣1
由a图可知温度相同时,由0.1MPa变化到xMPa,丁烷转化率增大,即平衡正向移动,该反应是气体体积增大的反应,所以x的压强更小,x<0.1;
由于反应①为吸热反应,温度升高时,平衡正向移动,丁烯的平衡产率增大,反应①正向进行时体积增大,减压时平衡正向移动,丁烯的平衡产率增大,因此AD正确,
故答案为:+123;小于;AD;(2)丁烷分解产生丁烯和氢气,一开始充入氢气是为活化催化剂,同时氢气作为反应①的产物,增大氢气的量会促使平衡逆向移动,从而减少平衡体系中的丁烯的含量,使丁烯的产率降低,
故答案为:原料中过量H2会使反应①平衡逆向移动,所以丁烯产率下降;(3)590℃之前,温度升高时反应速率加快,单位时间内生成的丁烯会更多,同时由于反应①是吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡体系中会含有更多的丁烯;
而温度超过590℃时,由于丁烷高温会裂解生成短链烃类,所以参加反应①的丁烷也就相应减少,产率下降,
故答案为:升高温度时,反应速率加快,单位时间产生丁烯更多;590℃前升高温度,反应①平衡正向移动;高温则有更多的丁烷裂解生成副产物导致产率降低.
(1)根据盖斯定律,②式﹣③式可得①式的△H1;
由a图定温度,压强由0.1MPa变化到xMPa,丁烷的转化率增大,即平衡正向移动,结合反应前后气体体积的变化分析x;
要使丁烯的平衡产率增大,需通过改变温度和压强使平衡正向移动;(2)丁烷分解产生丁烯和氢气,增加氢气的量会促使平衡逆向移动,丁烯的产率下降;(3)升温速率加快,单位时间内生成丁烯更多,升温反应①平衡正向移动,丁烯产率增加;
由题中信息可知丁烷高温会裂解生成短链烃类,所以当温度超过590℃时,部分丁烷裂解导致产率降低.
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【题目】从下面所给的四种物质中选出一个与陶瓷、玻璃、水泥同一类的物质,思考为什么将它们归纳在一起 ( )
A.光导纤维
B.有机玻璃
C.人造纤维
D.砖瓦
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【题目】阿伏伽德罗常熟的值为NA . 下列说法正确的是( )
A.1L0.1molL﹣1NH4CL溶液中,NH4+的数量为0.1NA
B.2.4gMg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.1NA
C.标准状况下,2.24LN2和O2的混合气体中分子数为0.2NA
D.0.1mol H2和0.1mol I2于密闭容器中充分反应后,其分子总数为0.2NA
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【题目】下列物质属于同系物的是( )
A.CH3CH2Cl与CH3CH2CH2Br
B. 与
C.乙酸与HCOOCH3
D.CH3CH2CH2OH与CH3OH
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【题目】有如图下4种碳架的烃,则下列判断正确的是( )
A.a和d是同分异构体
B.b和c不是同系物
C.a和d都能发生加成反应
D.只有b和c能发生取代反应
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【题目】下列叙述中正确的是( )
A. 能电离出氢离子的化合物叫做酸
B. 能电离出氢氧根离子的化合物叫做碱
C. 能电离出酸根离子的化合物叫做盐
D. 由金属离子(或铵根离子)和酸根离子组成的化合物属于盐
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【题目】根据题意填空
(1)用系统命名法命名:
(2)2,6﹣二甲基﹣4﹣乙基辛烷的结构简式是 , 1mol该烃完全燃烧需消耗氧气mol.
(3)在烃的分子结构中,若每减少2个氢原子,则相当于碳碳间增加1对共用电子.试完成下列问题: ①分子式为CnH2n+2的烃分子中碳碳间共用电子对数为 .
②碳碳间共用电子对数为n的单烯烃的分子式为 .
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【题目】下列关于物质的用途,叙述不正确的是
A.过氧化钠可用作供氧剂B.三氧化二铁可用做漆料
C.镁铝合金可用作制造飞机的材料D.高纯硅用来制造光导纤维
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【题目】已知 (b)、
(d)、
(p)的分子式均为C6H6 , 下列说法正确的是( )
A.b的同分异构体只有d和p两种
B.b、d、p的二氯代物均只有三种
C.b、d、p均可与酸性高锰酸钾溶液反应
D.b、d、p中只有b的所有原子处于同一平面
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