[题目]中科院大连化学物理研究所的一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯.如图所示.甲烷在催化作用下脱氢.在不同温度下分别形成等自由基.在气相中经自由基:CH2偶联反应生成乙烯(该反应过程可逆)物质燃烧热/(kJmol-1)氢气285.8甲烷890.3乙烯1411.0(1)已知相关物质的燃烧热如上表所示.写出甲烷制备乙烯的热化学方程式 .(2)现代石油化工采� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】中科院大连化学物理研究所的一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，如图所示，甲烷在催化作用下脱氢，在不同温度下分别形成等自由基，在气相中经自由基：CH2偶联反应生成乙烯(该反应过程可逆)

物质	燃烧热/(kJmol-1)
氢气	285.8
甲烷	890.3
乙烯	1411.0

(1)已知相关物质的燃烧热如上表所示，写出甲烷制备乙烯的热化学方程式______________。

(2)现代石油化工采用Ag作催化剂，可实现乙烯与氧气制备X(分子式为C2H4O，不含双键)该反应符合最理想的原子经济，则反应产物是____________(填结构简式)

(3)在400℃时，向初始体积为1L的恒压密闭反应，器中充入1 mol CH4，发生(1)中反应，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为25.0%。则：

①在该温度下，其平衡常数KC＝____________。

②若向该反应器中通入高温水蒸气(不参加反应，高于400℃)，则C2H4的产率____________。(填“增大”“减小”“不变”或“无法确定”)，理由是_______________________________。

③若反应器的体积固定，不同压强下可得变化如右图所示，则压强P1，P2的大小关系是____________。

(4)实际制备C2H4时，通常存在副反应2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)。反应器和CH4起始量不变，不同温度下C2H6和C2H4的体积分数与温度的关系曲线如右图所示。在温度高于600℃时，有可能得到一种较多的双碳有机副产物的名称是____________。

(5)C2H4、C2H6常常作为燃料电池的原料，请写出C2H4在NaOH溶液中做燃料电池的负极的电极反应方程式________________________________________________。

【答案】2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) ΔH=+202.0kJ/mol) 1.0 增大该反应为气体体积增大的吸热反应，通入高温水蒸汽相当于加热，同时通入水蒸气，反应器的体积增大，相当于减小压强，均使平衡右移，C2H4的产率增大 P1>P2 乙炔 16OH-+C2H4-12e-=2CO32-+10H2O

【解析】

(1)根据表格中数据有：①H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H1=-285.8kJ/mol；

②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H2=-890.3kJ/mol；

③C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H3=-1411.0kJ/mol；
甲烷制备乙烯的化学方程式为：2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)，根据盖斯定律，将②×2-③-①×2得到，2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)△H=2△H2-△H3-2△H1=+202.0kJ/mol；
(2)由题意乙烯与氧气催化制备X，X的分子式C2H4O，不含双键，反应符合最理想的原子经济可知，X的结构简式为；

(3)①400℃时，向1L的恒容反应器中充入1molCH4，发生上述反应，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为25.0%，设转化的甲烷为x，由此建立如下三段式：

相同条件下气体的体积比等于物质的量之比，所以有=25%，解得x=mol，平衡时气体的总物质的量为，容器恒压，则气体的物质的量之比等于体积之比，原体积为1L，则此时体积应为L，所以化学平衡常数为平衡常数K==1.0；

②甲烷制备乙烯的反应为气体体积增大的吸热反应，通入高温水蒸气，相当于加热，平衡右移，产率增大；同时通入水蒸气，容器的体积增大，相当于减小压强，平衡右移，产率也增大，因此C2H4的产率将增大；

③若容器体积固定，甲烷制备乙烯的反应为气体体积增大的反应，温度相同时，增大压强平衡向逆反应方向移动，CH4的平衡转化率降低，因此P1>P2；

(4) 甲烷在不同温度下分别形成等自由基，据图可知温度高于600℃时，应有较多的自由基生成，自由基结合生成，则双碳有机副产物为乙炔；

(5)燃料电池的负极化合价升高，C2H4在NaOH溶液中转化为CO32-，电极反应式为：C2H4-12e-+16OH-=2CO32-+10H2O。

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【题目】实验室以扑热息痛(对乙酰氨基苯酚)为原料，经多步反应制甘素的流程如下：

AcHNOH扑热息痛非那西汀…甘素

步骤Ⅰ：非那西汀的合成

①将含有1.0 g扑热息痛的药片捣碎，转移至双颈烧瓶中。用滴管加入8 mL 1 mol/LNaOH的95%乙醇溶液。开启冷凝水，随后将烧瓶浸入油浴锅。搅拌，达沸点后继续回流15 min。

②将烧瓶移出油浴。如图所示，用注射器取1.0 mL的碘乙烷，逐滴加入热溶液中。继续将烧瓶置于油浴回流15 min。

③将烧瓶从油浴中抬起，取下冷凝管趁热用砂芯漏斗抽滤，滤去不溶的淀粉(药片的填充物)。将热滤液静置，得到沉淀。用另一个砂芯漏斗过滤得到非那西汀固体。

步骤Ⅱ：甘素的合成

①将非那西汀固体转移到圆底烧瓶中，加入5 mL 6 mol/L盐酸。加热回流15 min。

②加入NaHCO3调至pH为6.0～6.5，再向反应液中加1.37 g尿素和2滴乙酸。加热回流60 min。

③移出烧瓶，冷却，有沉淀析出，抽滤，用冰水洗涤，得到甘素。

(1)将药片捣碎所用的仪器名称为________________。

(2)实验中用油浴加热的优点是______________________。

(3)使用砂芯漏斗抽滤的优点是_________________且得到的沉淀较干燥。

(4)冷凝管的冷却水从________(填“a”或“b”)端进。

(5)步骤Ⅱ中向热溶液中加入NaHCO3中和，为避免大量CO2逸出，加入NaHCO3时应__________________。

(6)用冰水洗涤甘素固体的操作是_________________。

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由此可知Zn(s) + HgO(s) ＝ ZnO(s) + Hg(l)的ΔH3，其中ΔH3的值是

A.－260.4 kJ/molB.－254.6 kJ/molC.－438.9 kJ/molD.－441.8 kJ/mol

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下列描述正确的是（）

A. 反应开始到10s，用Z表示的反应速率为0.158mol/(L·s)－1

B. 反应开始到l0s，X的物质的量浓度减少了0.79mol/L

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D. 反应的化学方程式为：X(g)＋Y(g)Z(g)

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a．只含有FeSO4

b．含有FeSO4和Fe2(SO4)3

c．只含有Fe2(SO4)3

将化肥固体粉末溶于水中得到溶液(记为X)，进行如下实验：

实验序号	操作	现象
ⅰ	取2 mL溶液X，加入1 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液	产生红褐色沉淀
ⅱ	取2 mL溶液X，加入1滴KSCN	溶液显红色

（1）请用文字表述做出假设b的依据是__________________________。

（2）对实验ⅰ的预期现象是产生白色沉淀、变为灰绿色、最后出现红褐色沉淀，预期产生该现象的依据是(用化学方程式或离子方程式表达)_____、_____。

（3）由实验ⅱ得出的结论是____________。结合实验ⅰ、ⅱ，推测实验ⅰ实际现象与预期现象不符的原因可能是_____________________________。为进一步验证假设，小组同学进行了以下实验：

实验序号	操作	现象
ⅲ	取2 mL溶液X，加入1滴KSCN，再加入1 mL水	溶液显红色
ⅳ	取2 mL溶液X，加入1滴KSCN，再加入1 mL氯水	溶液显红色，颜色比ⅲ深