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【题目】丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等,回答下列问题:

(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下:

①C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g) ΔH =-515kJ/mol

①C3H6(g)+ O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) ΔH =-353kJ/mol

两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是________;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是________;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________。

(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应温度为460℃。低于460℃时,丙烯腈的产率________(填“是”或者“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是________;高于460℃时,丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选,填标号)

A.催化剂活性降低 B.平衡常数变大 C.副反应增多 D.反应活化能增大

(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为,理由是_______________。进料氨、空气、丙烯的理论体积约为________。

【答案】(1)两个反应均为放热量大的反应 降低温度降低压强 催化剂

(2)不是 该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低 AC

(3)1 该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低 1:7.5:1

【解析】

试题分(1)因为两个反应均为放热量大的反应,所以热力学趋势大;该反应为气体分子数增大的放热反应,所以降低温度、降低压强有利于提高丙烯腈的平衡产率;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂。

2)因为该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低,反应刚开始进行,尚未达到平衡状态,460 ℃以前是建立平衡的过程,所以低于460 ℃时,丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率;高于460 ℃时,丙烯腈产率降低,A.催化剂在一定温度范围内活性较高,若温度过高,活性降低,正确;B.平衡常数变大,对产率的影响是提高产率才对,错误;C.根据题意,副产物有丙烯醛,副反应增多导致产率下降,正确;D.反应活化能的大小不影响平衡,错误;答案选AC。

(3)根据图像可知,当n(氨)/n(丙烯)约为1时,该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低;根据化学反应C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g),氨气、氧气、丙烯按1:1.5:1的体积比加入反应达到最佳状态,而空气中氧气约占20%,所以进料氨、空气、丙烯的理论体积约为1:7.5:1。

练习册系列答案
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【题目】下列实验现象或图象信息不能充分说明相应化学反应是放热反应的是( )

A

B

C

D

反应装置图或图象

实验现象

温度计的水银柱不断上升

反应物总能量大于生成物总能量

反应开始后,甲处液面低于乙处液面

反应开始后,针筒活塞向右移动

A. A B. B C. C D. D

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【题目】SOCl2亚硫酰氯是一种无色或淡黄色发烟液体,遇水或醇生成二氧化硫和氯化氢,用途非常广泛。已知SO2+Cl2+SCl2=2SOCl2

1SCl2的电子式为___________

2上述SOCl2的制备反应中,生成1molSOCl2时转移________mol电子。

3SOCl2与足量NaHCO3溶液反应的离子方程式为____________

4无水AlCl3是有机反应的催化剂,也是制取无水四氯铝酸锂LiAlCl4的原料,可由AlCl3溶液浓缩结晶得到AlCl3·6H2O,再脱水得到AlCl3

若将AlCl3溶液蒸发至干并充分灼烧,则最终得到的固体产物为___________填化学式

②AlCl3·6H2O中加入SOCl2并加热可制得无水氯化铝,其反应化学方程式为____________

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【题目】二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质,应该减少二氧化碳的排放。

(1)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:

已知:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=-a kJmol-1

CH3OH(g)═CH3OH(l)△H=-b kJmol-1

2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-c kJmol-1

H2O(g)═H2O(l)△H=-d kJmol-1

则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为:_______________。

(2)在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中,通入2mol CO2和3mol H2,发生的反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H<0,测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如右图所示。

①从0min到10min,v(H2)=______。

②下列措施中能使增大的是______(选3填编号)。

A.升高温度 B.恒温恒容下充入He(g)

C.将H2O(g)从体系中分离 D.恒温恒容再充入2mol CO2和3mol H2

③计算该温度下此反应的平衡常数K=______(填分数或保留两位有效数字)。若改变______条件(填编号),可使K=1。

A.增大压强 B.增大反应物浓度 C.降低温度 D.升高温度 E.加入催化剂

(3)某甲醇燃料电池原理如图1所示

①则M区发生的电极反应式为______。

②用上述电池做电源,用图2装置电解饱和食盐水(电极均为惰性电极).则该电解反应的总反应的离子方程式为:__________________。

假设溶液体积为300mL,当溶液的pH值为13时(在室温下测定),理论上消耗甲醇的质量为______(忽略溶液体积变化)。

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