【题目】工业上常釆用乙苯催化脱氢制苯乙烯,方程式为:(g) (g)+H2(g)
(1)已知:
化学键 | C﹣H | C﹣C | C=C | H﹣H |
键能/kJmol﹣1 | 412 | 348 | 612 | 436 |
计算上述反应的△H=_____kJmol﹣1。
(2)①利用计算结果与反应特点,选择理论上有利于提高苯乙烯平衡产率的条件_____。
A.低温 B.高温 C.高压 D.低压 E.合适的催化剂
②实际工业生产中常伴有乙苯裂解等副反应。而乙苯裂解反应无论在热力学还是在动力学上都比乙苯脱氢更有利,所以工业生产要使反应向脱氢方向进行需要采用_____条件来提高反应的选择性。
③工业生产中常采用恒压条件下向乙苯蒸汽中掺入水蒸气或CO2的办法来提高乙苯的平衡转化率,请从平衡移动的角度加以说明_____。
(3)利用膜反应新技术,可以实现边反应边分离出生成的氢气不同温度下,1.00mol乙苯在容积为1.00L的密闭容器中反应,氢气移出率α与乙苯平衡转化率关系如图所示:
氢气移出率α
①同温度时α1、α2、α3依次_____,(填“增大”“减小”)原因是_____。
②A点平衡常数为0.45mol/L,则α为_____。
【答案】+124 BD 合适的催化剂 压强不变,向乙苯蒸汽中掺入水蒸气或CO2,容器体积增大,平衡正向移动,有利于提高乙苯的平衡转化率 增大 氢气移出率增大,生成物中氢气的浓度降低,有利于平衡正向移动,乙苯转化率升高 94.4%
【解析】
(1)反应热=反应物总键能﹣生成物总能键能,由有机物的结构可知,应是﹣CH2CH3中总键能与﹣CH=CH2、H2总键能之差;
(2)①利用(1)计算结果、结合反应正向是体积增大的反应特点选择有利于提高苯乙烯平衡产率的条件;
②选择合适的催化剂可提高乙苯脱氢的选择性;
③保持压强不变,向乙苯蒸汽中掺入水蒸气或CO2,容器体积应增大,等效为降低压强,平衡向气体体积增大的方向移动;
(3)①同温条件下,氢气移出越多,即移出率越高,平衡发生正向移动越多,转化率越高;
②根据反应的三段式结合平衡常数计算平衡时c(H2),利用氢气移出率公式计算氢气移出率a。
(1)反应热=反应物总键能﹣生成物总能键能,由有机物的结构可知,应是﹣CH2CH3中总键能与﹣CH=CH2、H2总键能之差,所以△H=(5×412+348﹣3×412﹣612﹣436)kJmol-1=+124kJmol-1;
(2)①由(1)计算结果可知,反应正向是体积增大的吸热反应,升温或减压均能使平衡正向移动,有利于提高苯乙烯平衡产率,催化剂不影响苯乙烯的平衡产率,所以选择BD;
②合适的催化剂能提高乙苯脱氢的反应速率,抑制乙苯裂解反应,所以工业生产要使反应向脱氢方向进行,需要采用合适的催化剂来提高反应的选择性,故答案为:合适的催化剂;
③反应正向是体积增大的反应,保持压强不变,向乙苯蒸汽中掺入水蒸气或CO2,容器体积增大,等效为降低压强,平衡向气体体积增大的方向移动,故答案为:压强不变,向乙苯蒸汽中掺入水蒸气或CO2,容器体积增大,平衡正向移动,有利于提高乙苯的平衡转化率;
(3)①同温条件下,氢气移出越多,即移出率越高,体系中生成物浓度越低,平衡发生正向移动越多,乙苯转化率越高,所以氢气移出率越高,乙苯转化率越高,即α1<α2<α3,故答案为:增大;氢气移出率增大,生成物中氢气的浓度降低,有利于平衡正向移动,乙苯转化率升高;
②A点时乙苯的转化率为90%,转化的物质的量为0.9mol,整个过程中生成H2的物质的量为0.9mol,设平衡时体系中H2的物质的量为x,平衡体系中c(乙苯)=0.1mol/L,c(苯乙烯)=0.9mol/L,c(H2)=xmol/L,平衡常数,解得x=0.05mol,氢气移出率α==94.4%,故答案为:94.4%。
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【题目】某常见金属的结晶水化合物MCl3·6H2O有如下转化关系:下列推断正确的是( )
A.固体1一定是既能与盐酸反应,又能与强碱反应
B.气体1通过五水硫酸铜晶体,固体变蓝色
C.常温下,溶液2能溶解铜
D.固体2浊液中滴加Na2S溶液,白色固体变黄色
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【题目】已知A、B、C、D、E、F是元素周期表中前36号元素,它们的原子序数依次增大。A的质子数、电子层数、最外层电子数均相等,B元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子总数相同,D的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍,E4+与氩原子的核外电子排布相同。F是第四周期d区原子序数最大的元素。请回答下列问题:
(1)写出E的价层电子排布式 。
(2)A、B、C、D电负性由大到小的顺序为 (填元素符号)。
(3)F(BD)4为无色挥发性剧毒液体,熔点-25℃ ,沸点43℃。不溶于水,易溶于乙醇、乙醚、苯等有机溶剂,呈四面体构型,该晶体的类型为 ,F与BD之间的作用力为 。
(4)开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。
①由A、B、E三种元素构成的某种新型储氢材料的理论结构模型如图1所示,图中虚线框内B原子的杂化轨道类型有 种;
②分子X可以通过氢键形成“笼状结构”而成为潜在的储氢材料。X一定不是 (填标号);
A.H2O B.CH4C.HF D.CO(NH2)2
③F元素与镧( La)元素的合金可做储氢材料,该晶体的晶胞如图2所示,晶胞中心有一个F原子,其他F原子都在晶胞面上,则该晶体的化学式为_______________;已知其摩尔质量为M g.mol-1,晶胞参数为a pm,用NA表示阿伏伽德罗常数,则该晶胞的密度为 g.cm-3。
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【题目】下列物质属于分子晶体的是( )
A. 熔点是10.31℃,液态不导电,水溶液能导电
B. 熔点是1070℃,固态不导电,熔融状态能导电,易溶于水
C. 熔点3550℃,不溶于水,不导电
D. 熔点是97.80℃,质软,固态可导电,密度是0.97g·cm﹣3
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【题目】K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O72﹣(橙色)+H2O2CrO42﹣(黄色)+2H+.已知Cr2O72﹣有强氧化性,而CrO42﹣则几乎没有氧化性,Cr3+呈绿色。向K2Cr2O7溶液中加入以下物质,关于溶液颜色变化的说法不正确的是( )
A.加70%的硫酸,溶液变橙色
B.加30%NaOH溶液,溶液变黄色
C.加70%的硫酸后再加C2H5OH,溶液可变成绿色
D.加30%NaOH溶液后,溶液变黄色,加C2H5OH无变化,再加过量硫酸,溶液仍无明显变化
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【题目】碳酸亚铁在空气中灼烧得到铁的氧化物A和一种气体。某学习小组为了探究该氧化物A的组成设计了两种实验方案:
方案Ⅰ
(1)若该方案中①通入Cl2不足量,小组成员认为可以通过在空气中充分搅拌D而最终实现准确测定,他的依据是_____(用化学方程式表示)
(2)若氧化物A的质量是7.8400g,E的质量为8.0000g根据数据计算化合物A的化学式为_____。
方案Ⅱ
①称取ag氧化物A样品溶于足量稀硫酸,并配成100mL溶液。
②取20.00 mL该溶液于锥形瓶中,滴加几滴KSCN溶液,溶液变红色;再滴加双氧水至红色刚好褪去,同时产生少量气泡(资料显示SCN-可被H2O2氧化,产物为N2、CO2、SO42﹣)
③待气泡消失后,用 b mol/LKI标准溶液滴定锥形瓶中的Fe3+,滴定终点时消耗cmL KI标准溶液。
(3)该方案用到的定量仪器有量筒、分析天平、酸式滴定管、_____。
(4)步骤②中滴加KSCN溶液的目的是_____。
(5)补充完整该实验步骤③用到的酸式滴定管的润洗操作:关闭滴定管旋塞,从上口注入3﹣5mL待装液,_____,重复2﹣3次。
(6)步骤③能否选用淀粉作指示剂_____。(填“能”或“否”)
(7)有的同学通过查阅相关资料对该小组的实验设计进行了评价,以下说法合理的是_____
A.资料显示:HSCN有剧毒,易挥发。因此该方案步骤②可能因产生HSCN而不符合实验安全性的要求。
B.步骤②若加入H2O2过量,后续步骤不加以处理也不会对实验结果造成任何影响。
C.资料显示:Fe3+和I﹣之间的反应是明显的可逆反应,这样步骤③就会造成滴定测定不准确
(8)有的同学对碳酸亚铁的获得产生了兴趣。通过查阅资料发现碳酸亚铁可通过碳酸氢钠和硫酸亚铁发生Fe2++2HCO3﹣FeCO3↓+H2CO3制得,请计算该反应的平衡常数K=_____(mol/L)﹣2可能用到的缴据如下:Ksp(FeCO3)=3.20×10﹣11,H2CO3的Ka1=4.30×10﹣7,Ka2=5.61×10﹣11。
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【题目】下列表达方式或说法正确的是( )
A. 基态到激发态产生的光谱是发射光谱
B. 氯化铵的电子式:
C. NH3、H2O、CO2、HCl 四分子中孤电子对最多的是 CO2
D. 硫离子的核外电子排布式 1s22s22p63s23p4
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【题目】脱除工业废气中的氮氧化物(主要是指NO和NO2)可以净化空气、改善环境,是环境保护的主要课题。
(1)早期是利用NH3还原法,可将NOx还原为N2进行脱除。
已知:①4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H=-905.9 kJ/mol
②N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180 kJ/mol
③H2O(g)H2O(l) △H=-44 kJ/mol
写出常温下,NH3还原NO反应的热化学方程式:____________。
(2)以漂粉精溶液为吸收剂可以有效脱除烟气中的NO。
①漂粉精溶液的主要成分是Ca(ClO)2,若吸收过程中,消耗的Ca(ClO)2与吸收的NO的物质的量之比为3:4,则脱除后NO转化为____________。
②某一兴趣小组研究不同温度下相同浓度漂粉精溶液对NO脱除率的影响,结果如图所示:
图中,40~60℃ NO脱除率上升可能的原因为____________;60~80℃ NO脱除率下降可能的原因为____________。
(3)过硫酸钠(Na2S2O8)氧化去除NO
第一步:NO在碱性环境中被Na2S2O8氧化为NaNO2
第二步: NaNO2继续被氧化为NaNO3,反应为NO2-+S2O82-+2OH-NO3-+2SO42-+H2O。不同温度下,平衡时NO2-的脱除率与过硫酸钠(Na2S2O8)初始浓度(指第二步反应的初始浓度)的关系如图所示:
①a、b、c、d四点平衡常数K由大到小的顺序为____________,原因是____________。
②若a点(0.1,40%)时,NO2-的初始浓度为a mol·L-1,平衡时pH=13,则65℃时,第二步反应的平衡常数K=____________。(用含a的代数式表示)
(4)利用新型材料光催化脱除NO法如图所示:
某电化小组将过程A、B设计成酸性电解池反应,则该反应中阴极反应为_______。
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【题目】下列离子方程式正确的是
A.往硝酸银溶液中滴加少量氨水:Ag++2NH3==[Ag(NH3)2]+
B.尼泊金酸()与碳酸氢钠溶液反应:+2HCO3—→+ 2CO2↑+2H2O
C.乙醛的银镜反应:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH-CH3COO-+NH4++2Ag↓+3NH3+H2O
D.苯酚钠溶液中通入少量CO2:2C6H5O-+CO2+H2O→2C6H5OH+CO32-
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