【题目】苯乙烯是一种重要的化工原料,可采用乙苯催化脱氢法制备,反应如下:
(g)
(g)+H2(g) △H=+17.6kJ/mol。
(1)从温度和压强角度分析提高乙苯平衡转化率可采取的措施有___________。
(2)工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1:4),测得容器总压和乙苯转化率随时间变化结果如图所示。
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①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实__________。
平衡常数Kp=_______kPa(Kp为以分压表示的平衡常数)
②反应速率V=V正-V逆=k正P乙苯-k逆p苯乙烯p氢气,k正、k逆分别为正逆反应速率常数。计算a处的
______。
(3)CO2气氛下乙苯催化脱氢可同时存在图1两种途径:
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①b=_______kJ/mol。
②途径I的反应历程图所示,下列说法正确的是______________。
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a.CO2为氧化剂
b.状态1到状态2形成了O-H键
c.中间产物只有(
)
d.该催化剂可提高乙苯的平衡转化率
③在相同的容器中,不同p(CO2)的条件下,进行相同的反应时间,p(CO2)与乙苯转化率关系如图,分析,p(CO2)为15kPa时乙苯转化率最高的因____________________。
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【答案】升温、降压 乙苯蒸气中掺混水蒸气,可以达到减小乙苯蒸气分压的作用,减压有利于平衡正向移动,可以提高乙苯的平衡转化率 45 2.5 59.2 a、b p(CO2)压强增大,反应速率加快,乙苯转化率增多,当p(CO2)大于15kPa,由于催化剂表面有限,能吸附的乙苯量下降,反应速率减慢,乙苯转化率下降
【解析】
(1)
(g)
(g)+H2(g) △H=+17.6kJ/mol是吸热反应,又是气体体积增大的反应;
(2)气体体积增大的反应,利用减小压强,平衡正向移动;根据反应三段式分析计算;
反应速率v=v正-v逆=k正p乙苯-k逆p苯乙烯p氢气,则v正=k正p乙苯,v逆=k逆p苯乙烯p氢气,平衡时v正=v逆,即k正p乙苯-k逆p苯乙烯p氢气,所以
计算;
(3)①由图片可知b=17.6J/mol+41.6J/mol;
②反应过程中CO2转化为CO,C的化合价降低,被还原;状态1到状态2过程中在催化剂表面生成了”HO-C=O“和
等中间产物;催化剂可加快反应速率,但不影响反应进程;
③由反应途径I图片可知乙苯催化脱氢被催化剂吸附,在催化剂表面进行,随着CO2压强增大,反应物浓度增大,反应速率加快,但压强过大时,会导致催化剂吸附乙苯的机能降低,乙苯平衡转化率反而降低。
(1)
(g)
(g)+H2(g) △H=+17.6kJ/mol是气体体积增大的吸热反应,升高温度和减小压强,平衡向正反应方向移动,则提高乙苯平衡转化率可采取的措施有升温、降压,故答案为:升温、降压;
(2)①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实乙苯蒸气中掺混水蒸气,可以达到减小乙苯蒸气分压的作用,减压有利于平衡正向移动,可以提高乙苯的平衡转化率。
原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1:4,根据PV=nRT,其它条件相同时,物质的量之比等于压强比,原料气中P水蒸气=80Kpa,P乙苯=20Kpa,平衡时P乙苯=20Kpa(1-75%)=5Kpa,P苯乙烯=20Kpa×75%=15Kpa,P氢气=20Kpa×75%=15Kpa,平衡常数Kp=
=45kPa,故答案为:45;
②反应速率V=V正-V逆=k正P乙苯-k逆p苯乙烯p氢气,k正、k逆分别为正逆反应速率常数,a处的
,故答案为:2.5;
(3)①由盖斯定律可知b=17.6J/mol+41.6J/mol= 59.2kJ/mol,故答案为:59.2;
②a.反应过程中CO2转化为CO,C的化合价降低,被还原,是氧化剂,故a正确;
b.状态1到状态2过程中在催化剂表面生成了”HO-C=O“等中间产物,形成了O-H键,故b正确;
c.状态1到状态2过程中在催化剂表面生成了”HO-C=O“和
等中间产物,故c错误;
d.催化剂可加快反应速率,但不影响反应进程,故d错误;
ab正确,故答案为:ab;
③在相同的容器中,不同p(CO2)的条件下,进行相同的反应时间,p(CO2)与乙苯转化率关系如图3,p(CO2)为15kPa时乙苯转化率最高的原因:p(CO2)压强增大,反应速率加快,乙苯转化率增多,当p(CO2)大于15kPa,由于催化剂表面有限,能吸附的乙苯量下降,反应速率减慢,乙苯转化率下降,故答案为:p(CO2)压强增大,反应速率加快,乙苯转化率增多,当p(CO2)大于15kPa,由于催化剂表面有限,能吸附的乙苯量下降,反应速率减慢,乙苯转化率下降。
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【题目】绿水青山就是金山銀山,生产生活中污染物的合理处理对环境保护具有重要意义。
(1)利用某些催化剂,成功实现将空气中的碳氧化合物和氮氧化合物转化为无毒的大气循环物质。
已知:①
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②NO(g)+CO(g)![]()
N2(g)+CO2(g)![]()
③2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) ![]()
反应
的
________
;某温度下,反应①②③的平衡常数分別カ
、
、
,则该反应的K=________(用
、
、
表示)。
(2)温度为
℃吋,在四个容积均为1L的恒容密闭容器中发生反应:
,测得有关实验数据如下:
容器编号 | 物质的起始浓度( | 物质的平衡浓度( | |
|
|
| |
Ⅰ |
|
|
|
Ⅱ |
|
| |
Ⅲ |
|
| |
Ⅳ |
|
| |
①平衡时,容器Ⅱ与Ⅳ容器的总压强之比___________。
②温度不变,容器Ⅲ中达到平衡后再充入NO、
(g)各
mol,则反应将向_____________。(填“正”或“逆”)方向进行。
(3)常温下用0.100
盐酸分别滴定10.00mL浓度均为0.100
的NaOH溶液和二甲胺[
]溶液(在水中电离方式与氨相似),利电用传感器测得滴定过程中溶液的电导率如图所示。已知电解质溶液电导率越大导电能力越强。
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①a、b、c、d四点的水溶液中,由水电离出氢离子浓度大于
的是________________,原因为_____________________。
②化学反应往往伴有热效应若为绝热体系a的温度______________(填“>”,“=”或“<”)c点的温度。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下,M的物质的量浓度(mol·Lˉ1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。
时间 水样 | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
Ⅰ(pH=2) | 0.40 | 0.28 | 0.19 | 0.13 | 0.10 | 0.09 |
Ⅱ(pH=4) | 0.40 | 0.31 | 0.24 | 0.20 | 0.18 | 0.16 |
Ⅲ(pH=4) | 0.20 | 0.15 | 0.12 | 0.09 | 0.07 | 0.05 |
Ⅳ(pH=4,含Cu2+) | 0.20 | 0.09 | 0.05 | 0.03 | 0.01 | 0 |
下列说法不正确的是( )
A.在
内,Ⅰ中M的分解速率为![]()
B.水样酸性越强,M的分解速率越快
C.在
内,Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大
D.由于
存在,Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ快
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】在一定温度下,10mL0.40mol/L H2O2发生催化分解。不同时刻测定生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。
t/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
V(O2)/mL | 0.0 | 9.9 | 17.2 | 22.4 | 26.5 | 29.9 |
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)
A.0~6min的平均反应速率:v(H2O2)
mol/(L·min)
B.6~10min的平均反应速率:v(H2O2)<
mol/(L·min)
C.反应至6min时,c(H2O2)=0.3mol/L
D.反应至6min时,H2O2分解了50%
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】高铁电池是一种新型电池,与普通高能电池相比,该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为
,下列叙述正确的是( )
A.放电时正极附近溶液的碱性增强
B.放电时每转移3mol电子,正极有1mol
被氧化
C.放电时正极反应为:![]()
D.该原电池,Zn作正极,可用石墨等作负极
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】将1 L含有0.4 mol Cu(NO3)2和0.4 mol KCl的水溶液,用惰性电极电解一段时间后,在一电极上析出19.2 g Cu。此时,在另一电极上放出气体的体积在标准状况下为(不考虑产生的气体在水中的溶解)( )
A.6.72 LB.13.44 LC.3.36 LD.5.6 L
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【题目】根据反应KMnO4+FeSO4+H2SO4→MnSO4+Fe2(SO4)3+K2SO4+H2O(未配平)设计如下原电池,其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L-1,溶液的体积均为200 mL,盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列说法不正确的是( )
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A.石墨b是原电池的负极,发生氧化反应
B.忽略溶液体积变化,Fe2(SO4)3浓度变为1.5 mol/L,则反应中转移的电子为0.1 mol
C.甲烧杯中的电极反应式:MnO4-+5e-+8H+=Mn2++4H2O
D.电池工作时,盐桥中的K+向甲烧杯中移动
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】在一个体积为2L的密闭容器中,高温下发生反应:C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g),其中,H2O、CO的物质的量随时间的变化曲线如下图所示。
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(1)写出上述反应的平衡常数表达式K=______。
(2)计算第1min内v(H2O)=_______。
(3)反应处于平衡状态的时间段是_______。
(4)若反应进行至2min时,改变了温度,使曲线发生了如下图所示的变化,则温度是____,(填“升高、降低、不变”),正反应是_____(填“吸热、放热”)反应。
(5)反应至5min时,若也只改变了某一个条件,使曲线发生如上图所示的变化,该条件可能是下述中的____(填写编号)。
①增加了CO; ②增加了水蒸气; ③加了催化剂; ④扩大了容器体积。
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