【题目】乙烷是一种重要的化工原料,可用作制冷剂、燃料、制备乙烯的原料。
请回答下列问题:
I.乙烷蒸汽裂解技术是工业上应用成熟的乙烯制备方法:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H。
(1)已知:C2H6(g)、H2(g)和CH2CH2(g)的标准燃烧热分别是1560kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1和1411.0kJ·mol-1,则△H=___。
(2)1000℃时,在某刚性密闭容器内充入一定量的C2H6(g),只发生反应C2H6(g)CH2=CH2(g)+H2(g)△H,若平衡时容器中总压为pPa,乙烷的转化率为α,则该反应的平衡常数KP=__Pa(用含p、α的代数式表示,KP为用分压表示的平衡常数)。已知1000℃时该反应的KP=4×104Pa,若p=2.1×105,则α=__。达到平衡后,欲同时增大反应速率和α,可采取的措施有__(填选项字母)。
A.升高温度 B.通入惰性气体
C.增加乙烷浓度 D.加入催化剂
II.乙烷催化氧化裂解法是一种新型的制备乙烯的方法:C2H6(g)+O2(g)
C2H4(g)+H2O(g)△H=-149kJ·mol-1。
(3)在乙烷氧化过程中,若过高,则会导致乙烷转化率降低,且易形成积碳。800℃时,当n(C2H6)和n(O2)的混合气以一定流速通过反应器时,混合气中
的比值对乙烷氧化裂解制乙烯的反应性能的影响如图1所示:
①n的最佳比值应为__。
②较低时,生成乙烯的选择性较低的原因可能为__。
Ⅲ.我国科学家利用固体氧化物电解池成功实现了乙烷电化学脱氢制备乙烯,装置如图2所示:
(4)通入CO2的电极为___极(填“阳”或“阴”);C2H6生成C2H4的电极反应式为__。
【答案】+136.8kJ·mol-1 0.4(或40%) A 2:1(或2.0) 乙烷发生深度氧化(或副反应增多) 阴 C2H6-2e-+O2-=C2H4+H2O
【解析】
燃烧热是指1mol可燃物燃烧生成稳定氧化物所放出的热量,则①C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H1=-1560kJ·mol-1;②H2(g)+
O2(g)= H2O(l) △H2=-285.8kJ·mol-1③CH2CH2(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H3=-1411.0kJ·mol-1。要增大乙烷的转化率则要让反应正向移动;由电解池装置可知,二氧化碳反应生成一氧化碳,碳元素化合价降低,发生还原反应;C2H6生成C2H4,碳元素化合价升高,发生氧化反应。
(1)根据盖斯定律,反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)可由①-②-③得到,则△H=△H1-△H2-△H3=-1560kJ·mol-1+285.8kJ·mol-1+1411.0kJ·mol-1=+136.8kJ·mol-1。
(2)反应C2H6(g)CH2=CH2(g)+H2(g),设开始时压强为P0,乙烷的转化率为α,则反应的乙烷的压强为αP0,平衡时的压强为(P0-αP0),生成的乙烯和氢气的压强为αP0,若平衡时容器中总压为pPa,即(P0-αP0+2αP0)=p,则P0=
,该反应的平衡常数KP=
。已知1000℃时该反应的KP=4×104Pa,若p=2.1×105,则
=4×104Pa,α=0.4。达到平衡后,欲同时增大反应速率和α,即既要增大反应速率又要让平衡正向移动,反应为吸热反应,升高温度反应速率增大,α增大;恒容恒温条件下,通入惰性气体,化学反应速率不变;增加乙烷浓度,反应速率增大,但α减小;加入催化剂,反应速率增大,但α不变。
(3)①根据图像和已知条件:若过高,则会导致乙烷转化率降低,且易形成积碳,n
=2:1(或2.0)时反应物转化率较高,不易形成积碳,为最佳比值。
②较低时,生成乙烯的选择性较低,主要是因为乙烷发生深度氧化(或副反应增多)。
(4)电解池阴极发生还原反应,综上分析,二氧化碳在阴极发生还原反应,C2H6失电子与电解液中的O2-反应生成C2H4,电极反应式为C2H6-2e-+O2-=C2H4+H2O。
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【题目】X、Y、Z、W为原子序数递增的四种短周期元素,其中Z为金属元素,W的单质为常见的半导体材料,X、W为同一主族元素。X、Z、W分别与Y形成的最高价化合物为甲、乙、丙。结合如图转化关系,下列判断正确的是( )
A.X的氢化物沸点低于Y的氢化物沸点
B.W的单质可以用作计算机芯片,太阳能电池,丙是玛瑙的主要成分
C.甲、丙、丁均为酸性化合物
D.工业上用X的单质和乙来制取Z单质
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】亚硝酸钠是一种工业盐,外观与食盐相似。下面是某学习小组设计的
制取实验和纯度检验实验。该小组收集了相关资料:
和
溶液反应生成
和
为淡黄色接近白色固体,在水中形成沉淀
Ⅰ亚硝酸钠的制取实验
仪器a的名称为___________,A装置中发生的化学反应方程式为________________。
装置中多孔球泡的作用_________________________。
若装置B中逸出的NO与
气体物质的量之比为
,则装置B中发生反应的化学方程式为_______。
实验过程中需控制C装置中溶液
,否则C中生成的
的产量会下降,理由是_______________。
请根据题干所给信息设计实验证明C装置中有
产生:__________。
限选用的试剂:稀硝酸、硝酸银溶液、NaOH溶液
Ⅱ亚硝酸钠的纯度检验
已知:
反应结束后C中溶液通过结晶获得
粗产品mg,溶解后稀释至250mL,分别取
用
的酸性
溶液平行滴定三次,平均每次消耗酸性
溶液的体积为VmL。则粗产品中
的质量分数为_______
用含c、V、m的式子表示
。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】“重油—氧气—熔融碳酸钠”燃料电池装置如图所示。下列说法错误的是
A.O2在b极得电子,最终被还原为
B.放电过程中,电子由电极a经导线流向电极b
C.该电池工作时,经“交换膜2”移向b极
D.H2参与的电极反应为:
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】一定条件下,0.3 mol X(g)与0.3 mol Y(g)在体积为1L的密闭容器中发生反应:X(g)+3Y(g)2Z(g),下列示意图合理的是
A.B.
C.D.
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【题目】为确定某铝热剂(含氧化铁和铝)的组成,分别进行下列实验。
(1)若取a g样品,向其中加入足量的氢氧化钠溶液,测得生成的气体(标准状况,下同)体积为b L,样品中铝的质量是______________g。
(2)若取a g样品将其点燃,恰好完全反应,该反应的化学方程式是:_______________________,氧化铁与铝的质量比是_____________。
(3)待(2)中反应产物冷却后,加入足量盐酸,测得生成的气体体积为c L,该气体与(1)中所得气体的体积比c:b__________。
(4)用铝热法还原下列物质,制得金属各1mol,消耗铝最少的是____________
A.MnO2 B.Fe3O4 C.Cr2O3 D. V2O5
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【题目】工业上常利用CO还原CuO的方法制备单质铜,某化学实验小组利用如图装置在实验室中模拟CO还原CuO的反应。
请回答下列问题:
(1)在装置A的试管中放入8.4gMgCO3和6.5gZn粉,点燃A处酒精灯,加热后即可得到纯净的CO,反应的化学方程式为__。
(2)装置B中盛放分散于石棉绒中的CuO的玻璃仪器的名称为__,将CuO附在石棉绒上的目的为__。
(3)首先点燃A处和E处的酒精灯,一段时间后发现装置D处倒置于水中的漏斗轻轻向上弹起又落下,同时伴有爆鸣声,产生该实验现象的原因为___。
(4)待D处倒置于水中的漏斗稳定后,点燃B处酒精灯,加热,当观察到装置C中__(填实验现象),可证明装置B中有CO2生成。
(5)实验时观察到从E处玻璃管尖嘴处点燃的CO的火焰颜色呈黄色,火焰呈黄色的原因是__。
(6)反应结束后,装置B中还原得到的Cu中含有少量的Cu2O,为测定反应生成的混合物中铜元素的质量分数,设计如下实验方案:取mg反应生成的混合物,加入稀硫酸和双氧水的混合液使固体全部溶解,微热,除去过量的过氧化氢,稀释成100mL溶液。取25mL该溶液,加入稍过量的KI溶液,再加入几滴淀粉溶液作指示剂,用cmol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液的体积为VmL。
已知:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2;I2+2S2O=S4O
+2I-。
①达到滴定终点的现象为__。
②反应生成的混合物中铜元素的质量分数为__(用含m、c、V的代数式表示)。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】已知299 K时,合成氨反应 N2(g ) + 3H2 ( g )2NH3( g ) △H = -92.0 kJ/mol,将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,测得反应放出的热量为(忽略能量损失)
A. 一定大于92.0 kJB. 一定等于92.0 kJ
C. 一定小于92.0 kJD. 不能确定
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH1=-571.6 kJ·mol-1
②2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH2=-1452 kJ·mol-1
③H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH3=-57.3 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A. H2(g)的燃烧热为571.6 kJ·mol-1
B. 同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多
C. H2SO4(aq)+
Ba(OH)2(aq)=
BaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
D. 3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=+131.4 kJ·mol-1
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