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【题目】制造一次性医用口罩的原料之一丙烯是三大合成材料的基本原料,丙烷脱氢作为一条增产丙烯的非化石燃料路线具有极其重要的现实意义。丙烷脱氢技术主要分为直接脱氢和氧化脱氢两种。
(1)根据下表提供的数据,计算丙烷直接脱氢制丙烯的反应C3H8(g)C3H6(g) +H2(g)的H=___。
共价键 | C-C | C=C | C-H | H-H |
键能/(kJmol-1) | 348 | 615 | 413 | 436 |
(2)下图为丙烷直接脱氢制丙烯反应中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系(图中压强分别为1×104Pa和1×105Pa)
①在恒容密闭容器中,下列情况能说明该反应达到平衡状态的是__(填字母)。
A.H保持不变
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.单位时间内生成1molH-H键,同时生成1molC=C键
②欲使丙烯的平衡产率提高,下列措施可行的是____(填字母)
A.增大压强 B.升高温度 C.保持容积不变充入氩气
工业生产中为提高丙烯的产率,还常在恒压时向原料气中掺入水蒸气,其目的是_____。
③1×104Pa时,图中表示丙烷和丙烯体积分数的曲线分别是___、____(填标号)
④1×104Pa、500℃时,该反应的平衡常数Kp=____Pa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,计算结果保留两位有效数字)
(3)利用CO2的弱氧化性,科学家开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺,该工艺可采用铬的氧化物作催化剂,已知C3H8+CO2(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(l),该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭,维持催化剂的活性,其原因是____,相对于丙烷直接裂解脱氢制丙烯的缺点是_____。
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【题目】2019年诺贝尔化学奖颁给了三位为锂离子电池发展做出重要贡献的科学家。利用废旧二次电池[主要成分为Ni(OH)2、Fe2O3、MnO2、碳粉、铝箔等]合成电池级Ni(OH)2的工艺流程如下:
已知:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Ni(OH)2 | Mn(OH)2 |
Ksp(室温下) | 4.0×10-38 | 1.0×10-33 | 1.6×10-14 | 2.0×10-13 |
(1)①已知“酸浸”后滤液中含有:Ni2+、Al3+、Fe3+、Mn2+,调节溶液的pH约为5,其目的是__;以下最适合作为物质X的是____(填字母)。
A.双氧水 B.氨水 C.盐酸 D.NiO
②若滤液中Ni2+的浓度为2molL-1,列式计算判断此时滤渣Ⅱ中是否有Ni(OH)2沉淀:___ 。
(2)滤渣Ⅲ的主要成分是____,“氧化除锰”过程发生反应的离子方程式为______。
(3)用Ni(OH)2和LiOH在空气中混合加热至700℃~800℃可制得LiNiO2(镍酸锂),该反应的化学方程式为___________。
(4)镍酸锂是一种有较好前景的锂离子电池正极材料。该电池在充放电过程中,发生LiNiO2和Li1-xNiO2之间的转化,充电时LiNiO2在_______(填“阴”或“阳“)极发生反应,该电极的电极反应式为_____。
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【题目】亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,在水中溶解度较大,遇酸放出ClO2,是一种高效的氧化剂和优质漂白剂,可用于各种纤维和某些食品的漂白。过氧化氢法制备NaClO2固体的实验装置如图所示:
已知:
①ClO2的熔点为-59℃、沸点为11℃,极易溶于水,遇热水、见光易分解;气体浓度较大时易发生分解,若用空气、CO2、氮气等气体稀释时,爆炸性则降低。
②2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O
请回答:
(1)按上图组装好仪器后,首先应该进行的操作是____;装置B的作用是___;冰水浴冷却的主要目的不包括_(填字母)。
a.减少H2O2的分解 b.降低ClO2的溶解度 c.减少ClO2的分解
(2)ClO2是合成NaClO2的重要原料,写出三颈烧瓶中生成ClO2的化学方程式: ____。
(3)装置C中加入NaOH溶液的目的除了作反应物外,还因为_____。空气的流速过慢或过快都会影响NaClO2的产率,试分析原因:________。
(4)该套装置存在的明显缺陷是_________。
(5)为防止生成的NaClO2固体被继续还原为NaCl,所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外,还可以选择的还原剂是_(填字母)
A.过氧化钠 B.硫化钠 C.氯化亚铁 D.高锰酸钾
(6)若mg NaClO3(s)最终制得纯净的n g NaClO2(s),则NaClO2的产率是_×100%。
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【题目】绝热容器中发生反应:3Z(s)X(g)+2Y(g)△H=a kJ·mol-1(a>0)。下列说法不正确的是
A.将0.3 mol Z置于容器中充分反应生成气体的物质的量一定小于0.3 mol
B.达到化学平衡状态时,气体平均摩尔质量不变
C.容器中放入3mol Z,达到化学平衡状态时,反应吸收的总热量为a kJ
D.容器温度不变,反应已经达到平衡
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【题目】某化学实验小组用如图所示装置制取氯气,下列说法不正确的是
A.为了防止氯气污染空气,必须进行尾气处理
B.该装置图中存在两处明显错误
C.该实验装置中收集氯气的方法不正确
D.在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以检验是否有氯气逸出
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【题目】氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱,以及生产ClO2 和氯的含氧酸盐(NaClO、NaClO3)等系列化工产品。
(1)写出氯碱工业中电解饱和食盐水的离子方程式:________。
(2)①室温下,0.1 mol·L–1 NaClO溶液的pH___ 0.1 mol·L–1 Na2SO3溶液的pH。(填“大于”、“小于”或“等于”)已知:H2SO3的Ka1=1.54×10–2,Ka2=1.02×10–7;HClO的Ka=2.95×10–8
②写出一种可以证明NaHSO3溶液中HSO3–的电离程度大于HSO3–水解程度的方法:____
(3)氯气含量检测仪中,原电池工作原理示意图如图所示,则Cl2在Pt电极放电的电极反应为_____
(4)工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液,通过控制条件,使Fe3+水解产物聚合,形成可溶的多聚体,最终析出红棕色胶状沉淀Fe2O3·nH2O。其中水解形成羟桥配离子的离子方程式为:2Fe3++10H2O [Fe(H2O)4 (OH)2 Fe(H2O)4]4++2H+ 。欲使上述水解平衡正向移动,可采用的方法有________(填字母)。
A.加水稀释 B.加热 C.加入盐酸 D.加入NaHCO3
(5)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN– 氧化为无毒的物质,自身被还原为Cl–。处理含CN–相同量的电镀废水,所需Cl2的质量是ClO2的______ 倍。(保留三位有效数字)
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【题目】碳及其化合物在化工生产中有着广泛的应用。
I.为解决大气中CO2的含量增大的问题,某科学家提出如下构想:把工厂排出的富含CO2的废气经净化吹入碳酸钾溶液吸收,然后再把CO2从溶液中提取出来,在合成塔中经化学反应使废气中的CO2转变为燃料甲醇。部分技术流程如下:
⑴合成塔中反应的化学方程式为_________;△H<0。该反应为可逆反应,从平衡移动原理分析,低温有利于提高原料气的平衡转化率。而实际生产中采用300℃的温度,除考虑温度对反应速率的影响外,还主要考虑了_____。
(2)从合成塔分离出甲醇的原理与下列_______操作的原理比较相符(填字母)
A.过滤 B.分液 C.蒸馏 D.结晶
(3)如将CO2与H2以1:4的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。写出CO2(g)与H2(g)反应生CH4(g)与液态水的热化学方程式_____。
已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H1=-890.3kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ/mol
II.某兴趣小组模拟工业合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在容积固定为2L的密闭容器中充入1mol CO和2mol H2,加入合适的催化剂(催化剂体积忽略不计)后开始反应。测得容器内的压强随时间变化如下:
时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
压强/Mpa | 12.6 | 10.8 | 9.5 | 8.7 | 8.4 | 8.4 |
(1)从反应开始到20min时,以CO表示反应速率为________。
(2)下列描述能说明反应达到平衡的是_______
A.装置内气体颜色不再改变 B.容器内气体的平均摩尔质量保持不变
C.容器内气体的压强保持不变 D.容器内气体密度保持不变
(3)该温度下平衡常数K=_______,若达到平衡后加入少量CH3OH(g),此时平衡常数K值将_________ (填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)该反应达到平衡后,再向容器中充入1mol CO和2mol H2,此时CO的转化率将_____(填“增大”、“减小”或“不变”)
Ⅲ. 人类活动产生的CO2长期积累,威胁到生态环境,其减排问题受到全世界关注。工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用电解法使K2CO3溶液再生,其装置示意图如下:
①在阳极区发生的反应包括_________和H++HCO===H2O+CO2↑。
②简述CO32-在阴极区再生的原理:______。
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【题目】现有常温下pH=2的HCl溶液甲和pH=2的CH3COOH溶液乙,请根据下列操作回答问题:
(1)常温下0.1mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变小的是_____。
A.c(H+) B. c(H+)/c(CH3COOH) C.c(H+)·c(OH-)
(2)取10mL的乙溶液,加入等体积的水,CH3COOH的电离平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动;另取10mL的乙溶液,加入少量无水醋酸钠固体(假设加入固体前后溶液体积保持不变),待固体溶解后,溶液中的 c(H+)/c(CH3COOH) 比值将________(填“增大”“减小”或“无法确定”)。
(3)取等体积的甲、乙两溶液,分别用等浓度的NaOH稀溶液中和,则消耗NaOH溶液体积的大小关系为V(甲)______(填“>”“<”或“=”)V(乙)。
(4)已知25℃时,下列酸的电离平衡常数如下:
化学式 | CH3COOH | H2CO3 | HClO | H2SO3 |
电离平衡常数 | 1.8×10-5 | K1=4.3×10-7 K2=4.7×10-11 | 3.0×10-8 | K1=1.54×10-2 K2=1.02×10-7 |
①下列微粒可以大量共存的是______填字母。
a.CO32-、HSO3- b.HCO3-、HSO3-
c.SO32-、HCO3- d.CO32- 、H2CO3
②写出下列反应的离子方程式:
H2SO3+Na2CO3(少量):_______________
室温下,0.1 mol·L-l的KOH溶液滴10.00mL 0.10 mol·L-l H2C2O4 (二元弱酸)溶液,所得滴定曲线如图(混合溶液的体积可看成混合前溶液的体积之和)。请回答下列问题:
(5)点④所示溶液中:c(K+)+c(H2C2O4)+c(HC2O4)+c(C2O42)=_____mol/L。点⑤所示的溶液中各离子浓度的大小顺序_____.
(6)草酸晶体(H2C2O4·2H2O)为无色,某同学设计实验测定其纯度。实验过程如下:称取mg草酸晶体于锥形瓶中,加水完全溶解用cmol·L-1酸性KMnO4标准溶液进行滴定,则达到滴定终点时的现象是_______;该过程中发生反应的离子方程式为________;滴定过程中消耗VmLKMnO4标准溶液,草酸晶体纯度为________。
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【题目】室温时,在20mL 0.1molL-1一元弱酸HA溶液中滴加同浓度的NaOH溶液,溶液中与pH的关系如图所示。下列说法正确的是
A.室温时,电离常数Ka(HA)=1.0×10-5.3
B.B点对应NaOH溶液的体积是10mL
C.A点溶液中:c(Na+)> c(A-)> c(H+)> c(OH-)
D.从A点到C点的过程中,水的电离程度先增大后减小
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【题目】运用所学知识,解决下列问题:
(1)AgNO3的水溶液呈______(填“酸”、“中”、“碱”)性,原因是(用离子方程式表示):_____;实验室在配制AgNO3的溶液时,常将AgNO3固体先溶于较浓的硝酸中,然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度,目的是______。
(2)今有常温下五种溶液:NH4Cl溶液 CH3COONa溶液 (NH4)2SO4溶液 NH4HSO4溶液 NaOH溶液
①NH4Cl溶液的pH_____7(填“>”、“<”或“=”),升高温度可以_______(填“促进”或“抑制”)NH4Cl的水解;
②pH相等的NaOH溶液与CH3COONa溶液,分别加热到相同的温度后CH3COONa溶液的pH_______NaOH溶液的pH(填“>”“=”或“<”);
③浓度相同的下列三种溶液:(A)NH4Cl溶液(B) (NH4)2SO4溶液(C)NH4HSO4 溶液,则c(NH4+)由大到小的顺序为____>___>____(用序号填空)。
(3)蒸干AlCl3溶液不能得到无水AlCl3,使SOCl2与AlCl3·6H2O混合并加热,可得到无水AlCl3,试解释原因________。 (提示:SOCl2与水反应的化学方程式为SOCl2 +H2O= SO2↑+ 2HCl↑)
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