【题目】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,
所以答案是:+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,
所以答案是: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,
所以答案是: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.
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡状态本质及特征的相关知识,掌握化学平衡状态的特征:“等”即 V正=V逆>0;“动”即是动态平衡,平衡时反应仍在进行;“定”即反应混合物中各组分百分含量不变;“变”即条件改变,平衡被打破,并在新的条件下建立新的化学平衡;与途径无关,外界条件不变,可逆反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,都可建立同一平衡状态(等效).
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】布洛芬片常用来减轻感冒症状,其结构简式如图,下列有关说法错误的是( )
A. 布洛芬的分子式为C13H18O2
B. 布洛芬与乙酸是同系物
C. 1mol布洛芬最多能与3mol氢气发生加成反应
D. 该物质苯环上的一氯代物有2种
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】H、N、Na、Al、Ti等元素在能源、材料等领域应用广泛。回答下列问题:
(一)氢化铝钠( NaAlH4)是一种新型轻质储氢材料,掺人少量Ti的NaAlH4在150℃时释氢,在170℃、15.2 MPa条件下又重复吸氢。NaAlH4可南AlCl3和NaH在适当条件下合成。NaAlH4的品胞结构如右图所示,为长方体。
(1)基态Ti原子的价电子排布式为 ___,L能层中电子云的形状有___ 种。
(2)AlCl3在178℃时升华,属于____晶体,其蒸气的相对分子质量约为267,蒸气分子的结构式为____(标明配位键),其中Al原子的杂化方式为_______。
(3)写出与AIH4-空间构型相同的-种分子和一种离子_________(填化学式)。
(4)NaAlH4晶体中,与AlH4紧邻且等距的Na+有_______个;NaAlH4晶体的密度为 _____g/cm3(用含n的代数式表示)。
(二)叠氮化钠和氢叠氮酸( HN3)已一步步进入我们的生活,如汽车安全气囊等。
(5)写出与N3-互为等电子体的一种分子_____填分子式)。
(6)氢叠氮酸(HN3)可由肼(N2H4)被HNO2氧化制得,同时生成水。下列叙述错误的是______(填标号)
A.上述生成HN3的化学方程式为:N2H4+HNO2=HN3+2H2O
B.NaN3的晶格能大于KN3的晶格能
C.氢叠氮酸(HN3)和水能形成分子间氢键
D.HN3和N2H4都是由极性键和非极性键构成的非极性分子。
E.HN3分子中四个原子可能在一条直线上
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】向碘水中加入适量CCl4并振荡,静置后观察到的现象是( )
A. 形成均匀的无色溶液 B. 形成均匀的紫红色溶液
C. 液体分层,下层呈紫红色 D. 液体分层,上下层均呈无色
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】As的原子结构示意图为,下列关于As的描述不正确的是 ( )
A. 位于第四周期,第ⅤA族 B. 属于非金属元素
C. 酸性:H3AsO4﹥H3PO4 D. 稳定性:AsH3﹤PH3
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平.请回答:
(1)乙烯的结构式是 .
(2)若将乙烯气体通入溴的四氯化碳溶液中,反应的化学方程式为 .
(3)可以用来除去乙烷中混有的乙烯的试剂是 . (填序号)
①水 ②氢气 ③溴水 ④酸性高锰酸钾溶液
(4)在一定条件下,乙烯能与水反应生成有机物A,其反应方程式为 , 其反应类型是 反应(填“取代”或“加成”).
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】一定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是
A. X(g)+H2O(g)2Y(g) H>0
B. CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H>0
C. CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H<0
D. N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) H<0
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com