【题目】丙烯是重要的工业品,可用于制取卤代烃、丙醇及塑料等。回答下列问题:
(1)丙烯与HCl加成生成CH3CHClCH3或CH3CH2CH2Cl的能量与反应历程如图:
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①从能量角度看,较稳定的产物是________(填“CH3CHClCH3”或“CH3CH2CH2Cl”)。
②制取CH3CHClCH3时,反应速率较慢的步骤是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(2)丙烷直接脱氢制丙烯的相关热化学反应如下:
主反应:C3H8(g)→C3H6(g)+H2 ΔH1=+124.27kJ·mol-1
副反应:C3H8(g)→CH4(g)+C2H4(g) ΔH2=+81.30kJ·mol-1
C3H8(g)+H2(g)→CH4(g)+C2H6(g) ΔH3=-55.64kJ·mol-1
C2H4(g)+H2(g)→C2H6(g) ΔH4
①ΔH4=_____________kJ·mol-1
②分别在0.1Mpa和0.01Mpa时,丙烷和丙烯的平衡物质的量分数如图所示:
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表示0.1Mpa时丙烷物质的量分数的是________(填罗马数字,下同);表示0.01Mpa时丙烯物质量的分数的是________。
(3)用二氧化碳氧化丙烷制丙烯主要反应如下:
Ⅰ.C3H8(g)
C3H6(g)+ H2 ΔH1>0平衡常数K1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2>0平衡常数K2
Ⅲ.耦合反应C3H8(g)+CO2(g)
C3H6(g)+CO(g)+H2O(g)
当C3H8的物质的量一定时,按不同投料比Z[Z=
]向密闭容器中充入C3H8和CO2,发生反应Ⅲ,C3H8平衡转化率随温度变化如图所示:
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①反应Ⅲ的平衡常数K=________(用K1、K2表示)。
②Z1________(填“>”“<”“=”)Z2。原因是________
③若A点气体总压强为0.2Mpa,则丙烯的平衡分压为________MPa;900K时反应Ⅲ的平衡常数Kp=________MPa(Kp为用平衡分压表示的平衡常数)。
【答案】CH3CHClCH3 I -136.94 I II K1K2 > Z越大,c(CO2)越大,C3H8的平衡转化率越大 0.04 0.04
【解析】
(1)①一般情况下,物质能量越低, 越稳定;从图中可知,CH3CHClCH3具有的能量低于CH3CH2CH2Cl,因此较稳定的产物是CH3CHClCH3;
②一般情况下,反应的活化能越大,化学反应速率越慢;从图示可以看出,CH3CH=CH2生成CH3CHClCH3的过程中,步骤Ⅰ的活化能大,反应速率较慢;
(2)①根据盖斯定律,副反应①C3H8(g)→CH4(g)+C2H4(g) ΔH2=+81.30kJ·mol-1,②C3H8(g)+H2(g)→CH4(g)+C2H6(g) ΔH3=-55.64kJ·mol-1;反应②-①可得目标反应C2H4(g)+H2(g)→C2H6(g),则ΔH4=ΔH3-ΔH2=-55.64kJ·mol-1-(+81.30kJ·mol-1)= -136.94kJ·mol-1;
②主反应为吸热反应,其他条件一定下,升高温度,平衡正向移动,丙烷的物质的量分数减小,而丙烯的物质的量分数增加;主反应为气体体积增大的反应,其他条件一定下,增大压强,平衡逆向移动,丙烷的物质的量分数增大,丙烯的物质的量分数减小;可知曲线Ⅰ、Ⅲ表示丙烷的物质的分数的变化,压强越大,丙烷的物质的量分数越大,因此表示0.1MPa时,丙烷物质的量分数的是Ⅰ;曲线Ⅱ、Ⅳ代表丙烯的物质的量分数的变化,压强越大,丙烯的物质的量分数越小,则表示0.01Mpa时丙烯物质量的分数的是Ⅱ;
(3)①根据盖斯定律,反应Ⅰ+反应Ⅱ可得反应Ⅲ,则K3=K1K2;
②在相同温度下,c(CO2)越大,C3H8的转化率越大,可知Z1>Z2,因为Z越大,c(CO2)越大,C3H8的转化率越大;
③A点气体总压强为0.2Mpa,C3H8的转化率为0.5;Z=1,假设n(CO2)=n(C3H8)=1mol,根据三等式,有
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C3H8的平衡分压p(C3H8)=
;由于平衡时,各物质的物质的量相同,因此各物质的分压相同;则900℃下,反应Ⅲ的平衡常数
。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】在 2019 年第十届国际二次电池展中,一种以 Fe[Fe(CN)6]为代表的新型可充电钠离子电池,格外引人注意,其放电工作原理如图所示。下列说法正确的是
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A.充电时,阴极反应式为 Fe[Fe(CN)6 ]+2Na++2e- =Na2Fe[Fe(CN)6 ]
B.充电时,Mg 箔接电源的正极
C.放电时,Na+通过离子交换膜从右室移向左室
D.放电时,外电路中通过 0.4mol 电子时,负极质量变化为 9.2g
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】判断下列离子方程式是否正确,错误的指明原因,并写出正确的离子方程式。____。
(1)铁粉溶于稀硫酸中:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
(2)用三氯化铁溶液制取Fe(OH)3胶体:Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3H+
(3)氢氧化铜溶于盐酸:OH-+H+=H2O
(4)氢氧化钡溶液与硫酸铜溶液混合:2OH-+Cu2+=Cu(OH)2↓
(5)铝与氯化铜溶液发生置换反应:Al+Cu2+=Al3++Cu
(6)硫酸溶液与氢氧化钡溶液混合:H++OH-+SO42-+Ba2+=BaSO4↓+H2O
(7)碳酸钙溶于硝酸溶液:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
(8)碳酸氢钙溶液与足量氢氧化钠溶液混合HCO3-+OH-=CO32-+H2O
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】一种以辉铜矿(主要成分为Cu2S,含少量SiO2)为原料制备硝酸铜的工艺流程如图所示:
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(1)写出“浸取”过程中Cu2S溶解时发生反应的离子方程式:___。
(2)恒温“浸取”的过程中发现铜元素的浸取速率先增大后减少,有研究指出CuCl2是该反应的催化剂,该过程的反应原理可用化学方程式表示为:①Cu2S +2CuCl2=4CuCl+S;②___。
(3)“回收S”过程中温度控制在50~60℃之间,不宜过高的原因是___。
(4)向滤液M中加入(或通入)___(填字母),可得到一种可循环利用的物质。
a.铁 b.氯气 c.高锰酸钾 d.氯化氢
(5)“保温除铁”过程中,加入CuO的目的是__;“蒸发浓缩、冷却结晶”过程中,要用HNO3溶液调节溶液的pH,其理由_。
(6)辉铜矿可由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)通过电化学反应转变而成,有关转化见图,转化时转移0.2mol电子,生成Cu2S___mol。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】一种锂铜可充电电池,工作原理如图。在该电池中,非水系电解液和水系电解液被锂离子固体电解质陶瓷片(LISICON)隔开。下列说法不正确的是
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A. 陶瓷片允许Li+通过,不允许水分子通过
B. 放电时,N为电池的正极
C. 充电时,阴极反应为:Li+ +e-=Li
D. 充电时,接线柱A应与外接电源的正极相连
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【题目】(1)化学反应2A(g)+B(?)
2C(g)达到化学平衡时:
①升高温度时,C的量减少,则反应物的能量总和____________生成物的能量总和(填“>”、“<”或“=”)。
②如果增大压强,平衡向正反应方向移动,则B是____________态物质。
③若增加B的物质的量,平衡不移动,说明B是____________态物质。
(2)如图,在恒压密闭容器中加入2 mol A和2 mol B,起始时容器体积为V L,发生如下反应并达到化学平衡状态:2 A(g)+B(g)
x C(g)。平衡时,A、B、C的物质的量之比为1∶3∶4,C的物质的量为 y mol。
根据题中数据计算,x =_________、y =_________;
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【题目】常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.使pH试纸变蓝的溶液中:
、Na+、Cl-、ClO-
B.1.0 mol·L-1的HNO3溶液中:K+、[Ag(NH3)2]+、Cl-、![]()
C.
=1的溶液中:Fe2+、
、Al3+、I-
D.0.1 mol·L-1的NH4HCO3溶液中:K+、Na+、
、Cl-
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【题目】H2S与CO2高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)
COS(g)+H2O(g)。在610 K时,将0.10 mol CO2与0.40 molH2S充入2.5 L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
(1)H2S的平衡转化率α1=________%,反应平衡常数K=___________________。
(2)在620K重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率α2________α1,该反应的ΔH____0(填“>”“<”或“=”)。
(3)向反应器中再分别充入下列气体,能使H2S转化率增大的是______(填标号)。
A.H2S B.CO2 C.COS D.N2
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