丙烯是工业上合成精细化学的原料,随着天然气和页岩气的可用性不断提高,丙烷脱氢和丙烷氧化脱氢受到了人们越来越多的关注。已知,
主反应:
副反应:
(1)相关键能的数据如下表所示:
则丙烷脱氢反应的热化学方程式为 ___________ ,根据化学原理,可以同时提高化学反应速率并提高转化率的措施是___________ 。
(2)用丙烷制备丙烯的机理如图所示,该反应的快慢取决于步骤___________ (填写Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),该反应的催化剂为___________ 。
(3)在恒温条件下,向起始压强为的恒压容器中通入和发生反应(不参与反应)。
①下列情况能表明达到平衡状态的是___________ 。
A.与的浓度相等 B.的体积分数不再改变
C.反应容器中压强保持不变 D.气体密度不再改变
②经过反应达到平衡,测得的平衡转化率为50%,该条件下的选择性为80%,则主反应的平衡常数___________ kPa(以分压表示,分压=总压×物质的量分数,保留一位小数)。
(4)已知:在纤维状催化剂作用下,平衡时丙烷的转化率和丙烯的选择性(丙烯的选择性=×100%)随温度的变化如图所示,丙烷的平衡转化率增大的原因是___________ 。
主反应:
副反应:
(1)相关键能的数据如下表所示:
化学键 | C—C | C=C | C—H | H—H |
键能 | 348 | 615 | 413 | 436 |
(2)用丙烷制备丙烯的机理如图所示,该反应的快慢取决于步骤
(3)在恒温条件下,向起始压强为的恒压容器中通入和发生反应(不参与反应)。
①下列情况能表明达到平衡状态的是
A.与的浓度相等 B.的体积分数不再改变
C.反应容器中压强保持不变 D.气体密度不再改变
②经过反应达到平衡,测得的平衡转化率为50%,该条件下的选择性为80%,则主反应的平衡常数
(4)已知:在纤维状催化剂作用下,平衡时丙烷的转化率和丙烯的选择性(丙烯的选择性=×100%)随温度的变化如图所示,丙烷的平衡转化率增大的原因是
更新时间:2023-09-22 10:51:15
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【推荐1】现有W、X、Y、Z、Q、R六种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大,Z与Q同主族,且Z的氢化物常温时为液态。W、X的最外层电子数之和与Y的最外层电子数相等,W分别与X、Y、Z形成电子总数相等的分子。
(1)写出XZ2的电子式___ ,元素R在周期表中的位置___ 。
(2)X、Z、Q元素的氢化物的沸点最低的是___ (用化学式表示)。
(3)Y4气态分子结构如图所示,已知断裂1molY-Y吸收167kJ的热量,生成1molY≡Y放出942kJ热量。试写出由Y4气态分子变成Y2态分子的热化学方程式___ 。
(4)某盐x(Y2W6R2)的性质与YW4R类似,是离子化合物,其水溶液因分步水解而呈弱酸性。
①写出盐x第一步水解的离子方程式___ 。
②写出足量金属镁加入盐x的溶液中所发生反应的化学方程式___ 。
(1)写出XZ2的电子式
(2)X、Z、Q元素的氢化物的沸点最低的是
(3)Y4气态分子结构如图所示,已知断裂1molY-Y吸收167kJ的热量,生成1molY≡Y放出942kJ热量。试写出由Y4气态分子变成Y2态分子的热化学方程式
(4)某盐x(Y2W6R2)的性质与YW4R类似,是离子化合物,其水溶液因分步水解而呈弱酸性。
①写出盐x第一步水解的离子方程式
②写出足量金属镁加入盐x的溶液中所发生反应的化学方程式
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【推荐2】氮是生物体的重要组成元素,也是维持高等动植物生命活动的必需元素。研究氮的循环和转化对生产和生活有重要的价值。
Ⅰ.某工厂用氨制硝酸和铵盐的流程如图所示。
(1)设备1中发生反应的化学方程式是_______ 。
(2)同温同压下,理论上设备1与设备2中消耗空气的体积比为_______ 。
Ⅱ.工业制硝酸时尾气中含有,可用以下方法吸收:
(3)水吸收法。用水吸收的缺陷是_______ (用化学方程式和必要的文字说明)。
(4)溶液吸收法。发生的反应有:,_______ (书写化学方程式)。
(5)用不同浓度的溶液吸收含量不同的尾气(表示尾气中的体积百分含量),测得氮氧化物吸收率与溶液浓度的关系如图所示。
①依据测得的关系图,下列说法正确的是_______ (填序号)。
A.含量越大,氮氧化物的吸收率越大
B.溶液浓度越大,氮氧化物的吸收率越大
②当小于50%时,通入适量能提升氮氧化物的吸收率,原因是_______ 。
Ⅲ.氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体,且安全、易储运,可通过氨热分解法制氢气。相关化学键的键能数据
一定温度下,利用催化剂将分解为和,回答下列问题:
(6)反应_______ 。
(7)为防止环境污染,以下装置(除⑤标明外,其余盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是_______ (填序号)。
Ⅰ.某工厂用氨制硝酸和铵盐的流程如图所示。
(1)设备1中发生反应的化学方程式是
(2)同温同压下,理论上设备1与设备2中消耗空气的体积比为
Ⅱ.工业制硝酸时尾气中含有,可用以下方法吸收:
(3)水吸收法。用水吸收的缺陷是
(4)溶液吸收法。发生的反应有:,
(5)用不同浓度的溶液吸收含量不同的尾气(表示尾气中的体积百分含量),测得氮氧化物吸收率与溶液浓度的关系如图所示。
①依据测得的关系图,下列说法正确的是
A.含量越大,氮氧化物的吸收率越大
B.溶液浓度越大,氮氧化物的吸收率越大
②当小于50%时,通入适量能提升氮氧化物的吸收率,原因是
Ⅲ.氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体,且安全、易储运,可通过氨热分解法制氢气。相关化学键的键能数据
化学键 | |||
键能E/() | 946.0 | 436.0 | 390.8 |
(6)反应
(7)为防止环境污染,以下装置(除⑤标明外,其余盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是
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解题方法
【推荐3】二碳化学的研究在工业生产中具有重要意义。
(1)在一定温度和压强下,已知:
①CH3CH2OH(g)+1/2O2(g)CH3CHO(g)+H2O(g)△H1=____________ 。
②若2CH3CHO(g)+O2(g)2CH3COOH(g)反应可自发进行,
则CH3CH2OH(g)+O2(g)CH3COOH(g)+H2O(g)△H2_____ 0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)将一定量CH3CH2OH和O2充入恒温、恒压密闭容器中,发生反应2CH3CH2OH(g)+O2(g)2CH3CHO(g)+2H2O(g)至平衡状态。下列图象不合理的是_________ 。
(3)已知:25℃,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Kb(NH3·H2O)= 1.75×10-5,≈1.3,lgl.3≈0.1
①25℃,0.lmol·L-1CH3COOH 溶液的pH =______ ;将0.1 mol·L-1CH3COOH溶液与0.1mol·L-1的氨水等体积混合,所得溶液中离子浓度大小关系为__________________ 。
②25℃,0.2 mol·L-1NH4Cl溶液中NH4+水解反应的平衡常数Kh=_____ (保留2位有效数字)。
③25℃,向0.1 mol·L-1氨水中加入少量NH4Cl固体,NH3·H2ONH4++ OH-的电离平衡_______ (填“正”、“逆”或者“不”)移;请用氨水和某种铵盐(其它试剂与用品自选),设计一个实验证明NH3·H2O是弱电解质___________ 。
(1)在一定温度和压强下,已知:
化学键 | C—H | C—O | O—H | C=O | O=O | C—C |
键能(kJ·mol-1) | 414 | 326 | 464 | 728 | 498 | 332 |
②若2CH3CHO(g)+O2(g)2CH3COOH(g)反应可自发进行,
则CH3CH2OH(g)+O2(g)CH3COOH(g)+H2O(g)△H2
(2)将一定量CH3CH2OH和O2充入恒温、恒压密闭容器中,发生反应2CH3CH2OH(g)+O2(g)2CH3CHO(g)+2H2O(g)至平衡状态。下列图象不合理的是
(3)已知:25℃,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Kb(NH3·H2O)= 1.75×10-5,≈1.3,lgl.3≈0.1
①25℃,0.lmol·L-1CH3COOH 溶液的pH =
②25℃,0.2 mol·L-1NH4Cl溶液中NH4+水解反应的平衡常数Kh=
③25℃,向0.1 mol·L-1氨水中加入少量NH4Cl固体,NH3·H2ONH4++ OH-的电离平衡
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解题方法
【推荐1】对的资源化利用是人类常期研究的课题。
(1)1902年,首次报道了的甲烷化。
①已知:I.
Ⅱ.
甲烷化反应Ⅲ.的___________ ,平衡常数___________ (用表示)。
②加氢合成甲烷时,通常控制温度为500℃左右,其原因不可能为___________ 。
A.反应速率快 B.平衡转化率高 C.催化剂活性高 D.主反应催化剂选择性好
(2)负载金属催化甲烷化可能存在的两种反应机理如图所示。
①上述两种不同机理发生机制的关键为:和在催化剂表面不同活性位点吸附、活化形成中间体。若发生机理①,则吸附在___________ 上。
②机理①和②都会产生中间体。其产生的原因可能是___________ 或吸附在载体的原子表面的(衍生物中间体)甲酸盐解离产生。
③中间体Ⅱ转化为中间体Ⅲ的过程可用反应式表示为___________ 。
(3)利用介孔限域催化温室气体加氢制甲醇,是解决能源问题与实现双碳目标的主要技术之一,主反应如下:。
①此反应在___________ (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
②我国学者研究发现,在单原子催化时,该反应的历程为:
第一步
第二步
第三步
中间体与物质的量之比随时间变化如下图:
回答下列问题:
i.基态铜原子价层电子轨道表达式:___________ 。
ii.反应历程中,第___________ 步反应的活化能最高,是反应的决速步聚,判断的理由是___________ 。
(1)1902年,首次报道了的甲烷化。
①已知:I.
Ⅱ.
甲烷化反应Ⅲ.的
②加氢合成甲烷时,通常控制温度为500℃左右,其原因不可能为
A.反应速率快 B.平衡转化率高 C.催化剂活性高 D.主反应催化剂选择性好
(2)负载金属催化甲烷化可能存在的两种反应机理如图所示。
①上述两种不同机理发生机制的关键为:和在催化剂表面不同活性位点吸附、活化形成中间体。若发生机理①,则吸附在
②机理①和②都会产生中间体。其产生的原因可能是
③中间体Ⅱ转化为中间体Ⅲ的过程可用反应式表示为
(3)利用介孔限域催化温室气体加氢制甲醇,是解决能源问题与实现双碳目标的主要技术之一,主反应如下:。
①此反应在
②我国学者研究发现,在单原子催化时,该反应的历程为:
第一步
第二步
第三步
中间体与物质的量之比随时间变化如下图:
回答下列问题:
i.基态铜原子价层电子轨道表达式:
ii.反应历程中,第
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解题方法
【推荐2】过量排放含氮物质会污染大气或水体,研究氮及其化合物的性质及转化,对降低含氮物质的污染有着重大的意义。
(1)合成氨反应。
已知,氨的分解反应:2NH3(g)⇌ N2(g)+3H2 (g),活化能Ea=600kJ•mol-1,合成氨有关化学键的键能如下表:
则合成氨反应:N2(g)+H2(g)⇌NH3(g)的活化能Ea=________ 。
(2)已知2NO+O2=2NO2反应历程分两步
①平衡常数K可用气体分压来表示,即K的表达式中用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数(例如:),某一时刻第一步达到平衡,写出第一步反应的平衡常数________ (用和各气体的物质的分数来表示)。
②用NO表示总反应的速率方程为;NO2表示的总反应速率方程为,与是速率常数,则________ 。
③下列关于反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的说法正确的是________ 。
A. B.增大压强,反应速率常数增大 C.温度升高,正逆反应速率都增大 D.总反应快慢由第二步决定
(3)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。
①用活化后的V2O5作催化剂,氨气将NO还原成N2的一种反应历程如图1所示,请写出图1中所示的总反应方程式_______ ,该反应的含氮气体组分随温度变化如图2所示,当温度大于600K时,可能发生副反应的化学方程式_________ 。
②在有催化剂的作用下,经过相同时间,测得脱氮率随反应温度的变化情况如下图所示,其他条件相同时,请在图中补充在无催化剂作用下脱氮率随温度变化的曲线______________ 。
(4)电解法处理氮氧化合物是目前大气污染治理的一个新思路,原理是将NOx在电解池中分解成无污染的N2和O2除去,如下图示,两电极间是新型固体氧化物陶瓷,在一定条件下可自由传导O2-,电解池阴极反应为_________ 。
(1)合成氨反应。
已知,氨的分解反应:2NH3(g)⇌ N2(g)+3H2 (g),活化能Ea=600kJ•mol-1,合成氨有关化学键的键能如下表:
化学键 | H—H | N≡N | N—H |
E/kJ•mol-1 | 436 | 946 | 391 |
则合成氨反应:N2(g)+H2(g)⇌NH3(g)的活化能Ea=
(2)已知2NO+O2=2NO2反应历程分两步
方程式 | 活化能 | 焓变 | |
总反应 | 2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) | △H<0 | |
第一步(快速平衡) | 2NO(g)⇌N2O2(g) | Ea1 | △H1 |
第二步(慢反应) | N2O2(g) +O2(g)=2NO2(g) | Ea2 | △H2 |
①平衡常数K可用气体分压来表示,即K的表达式中用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数(例如:),某一时刻第一步达到平衡,写出第一步反应的平衡常数
②用NO表示总反应的速率方程为;NO2表示的总反应速率方程为,与是速率常数,则
③下列关于反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的说法正确的是
A. B.增大压强,反应速率常数增大 C.温度升高,正逆反应速率都增大 D.总反应快慢由第二步决定
(3)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。
①用活化后的V2O5作催化剂,氨气将NO还原成N2的一种反应历程如图1所示,请写出图1中所示的总反应方程式
②在有催化剂的作用下,经过相同时间,测得脱氮率随反应温度的变化情况如下图所示,其他条件相同时,请在图中补充在无催化剂作用下脱氮率随温度变化的曲线
(4)电解法处理氮氧化合物是目前大气污染治理的一个新思路,原理是将NOx在电解池中分解成无污染的N2和O2除去,如下图示,两电极间是新型固体氧化物陶瓷,在一定条件下可自由传导O2-,电解池阴极反应为
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(0.4)
【推荐3】国家速滑馆“冰丝带”采用二氧化碳跨临界制冰,的资源化可以推动经济高质量发展和生态环境质量的持续改善。请回答:
(1)转化为甲醇有利于实现碳中和,该过程经历以下两步:
①能说明反应已达平衡状态的是_______ (填字母)。
A.单位时间内生成的同时消耗了
B.在恒温恒容的容器中,混合气体的密度保持不变
C.在绝热恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化
D.在恒温恒压的容器中,气体的平均摩尔质量不再变化
②研究表明;在相同条件下,按照投料进行合成甲醇,在有分子筛膜(分子筛膜具有选择透过性)时甲醇的平衡产率明显高于无分子筛膜时甲醇的平衡产率,其原因可能是_______ 。
(2)在催化剂作用下,甲醇能与烯烃的液相反应制得,体系中同时存在如图反应:
①三个反应以物质的量分数 表示的平衡常数与温度变化关系如上图所示。图中对应于反应I的线条是_______ ,的数值范围是_______ 。
A.<-1 B.-1~0 C.0~1 D.>1
②向某反应容器中加入,控制温度为353K,测得的平衡转化率为。已知反应Ⅲ的平衡常数,则反应I的平衡常数_______ 。同温同压下,再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释,达到平衡时,A与物质的量浓度之比_______ 。
(3)工业上还可采用的原理来制取高纯度的和。有科学家研究在钯基催化剂表面上利用甲醇制氢的反应历程,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图,则甲醇脱氧反应中速率最慢的一步历程是_______ 。
(1)转化为甲醇有利于实现碳中和,该过程经历以下两步:
①能说明反应已达平衡状态的是
A.单位时间内生成的同时消耗了
B.在恒温恒容的容器中,混合气体的密度保持不变
C.在绝热恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化
D.在恒温恒压的容器中,气体的平均摩尔质量不再变化
②研究表明;在相同条件下,按照投料进行合成甲醇,在有分子筛膜(分子筛膜具有选择透过性)时甲醇的平衡产率明显高于无分子筛膜时甲醇的平衡产率,其原因可能是
(2)在催化剂作用下,甲醇能与烯烃的液相反应制得,体系中同时存在如图反应:
①三个反应以
A.<-1 B.-1~0 C.0~1 D.>1
②向某反应容器中加入,控制温度为353K,测得的平衡转化率为。已知反应Ⅲ的平衡常数,则反应I的平衡常数
(3)工业上还可采用的原理来制取高纯度的和。有科学家研究在钯基催化剂表面上利用甲醇制氢的反应历程,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图,则甲醇脱氧反应中速率最慢的一步历程是
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【推荐1】已知:4HBr(g)+O2(g)⇌2H2O(g)+2Br2(g)ΔH。v正=k正ca(HBr)·cb(O2),v逆=k逆cc<(H2O)·cd(Br2)(v正为正反应速率,v逆为逆反应速率,k正为正反应速率常数,k逆是逆反应速率常数,只与温度和催化剂有关,与浓度和接触面积无关;a、b、c、d是反应级数,可取整数和分数)。
(1)已知几种共价键键能数据如下所示:
上述反应中,ΔH=_______ kJ·mol-1。
(2)下列关于k正和k逆的说法正确的是_______(填字母)。
(3)为了测定反应级数,设计实验,测定结果如表所示:
①x=_______ ,a=_______ ,b=_______ 。
②有人提出如下反应历程:
(Ⅰ)HBr+O2→HO-OBr(慢反应)
(Ⅱ)HO-OBr+HBr→H2O+BrOBr(较快反应)
(Ⅲ)BrOBr+HBr→BrOH+Br2(快反应)
(Ⅳ)BrOH+HBr→Br2+H2O(快反应)
活化能最大的反应是_______ (填代号)。
(4)在密闭容器中充入HBr和O2,发生上述反应,在相同时间里,测得HBr的转化率与温度、压强的关系如图。随着温度升高,三种不同压强下HBr的转化率趋向相等,其原因是_______ 。
(5)在一定温度下,向恒容密闭容器中充入4molHBr(g)和1molO2(g),测得起始的压强为10akPa,发生上述反应达到平衡时气体压强为起始压强的。该温度下,平衡常数Kp=_______ (kPa)-1(用含a的代数式表示)。
(6)常温下,如果将上述反应设计成酸性燃料电池,负极反应式为_______ 。
(1)已知几种共价键键能数据如下所示:
共价键 | H-Br | O=O | H-O | Br-Br |
键能(kJ·mol-1) | 363 | 498 | 467 | 193 |
(2)下列关于k正和k逆的说法正确的是_______(填字母)。
A.增大压强,k正增大,k逆减小 | B.升高温度,k正和k逆都增大 |
C.加入催化剂,k正和k逆都增大 | D.增大接触面积,k正和k逆都减小 |
(3)为了测定反应级数,设计实验,测定结果如表所示:
实验序号 | c(HBr)/mol·L-1 | c(O2)/mol·L-1 | 正反应速率 |
1 | 0.1 | 0.1 | v |
2 | 0.1 | 0.2 | 2v |
3 | 0.2 | 0.4 | 8v |
4 | 0.4 | x | 32v |
②有人提出如下反应历程:
(Ⅰ)HBr+O2→HO-OBr(慢反应)
(Ⅱ)HO-OBr+HBr→H2O+BrOBr(较快反应)
(Ⅲ)BrOBr+HBr→BrOH+Br2(快反应)
(Ⅳ)BrOH+HBr→Br2+H2O(快反应)
活化能最大的反应是
(4)在密闭容器中充入HBr和O2,发生上述反应,在相同时间里,测得HBr的转化率与温度、压强的关系如图。随着温度升高,三种不同压强下HBr的转化率趋向相等,其原因是
(5)在一定温度下,向恒容密闭容器中充入4molHBr(g)和1molO2(g),测得起始的压强为10akPa,发生上述反应达到平衡时气体压强为起始压强的。该温度下,平衡常数Kp=
(6)常温下,如果将上述反应设计成酸性燃料电池,负极反应式为
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解答题-实验探究题
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(0.4)
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【推荐2】某小组同学利用下图装置对电解氯化铜实验进行了研究。
(1)甲认为电解过程中阳极产生的_________ 是溶液变绿的原因。
(2)乙查阅资料,CuCl2溶液中存在平衡:Cu2++ 4Cl-[CuCl4]2-(黄色) ΔH>0。据此乙认为:电解过程中,[CuCl4]2-(黄色)浓度增大,与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。乙依据平衡移动原理推测在电解过程中[CuCl4]2-浓度增大的原因:________________ 。
(3)丙改用下图装置,在相同条件下电解CuCl2溶液,对溶液变色现象继续探究。
丙通过对现象分析证实了甲和乙的观点均不是溶液变绿的主要原因。丙否定甲的依据是________ ,否定乙的依据是________________ 。
(4)丙继续查阅资料:
i. 电解CuCl2溶液时可能产生[CuCl2]-,[CuCl2]-掺杂Cu2+后呈黄色
ii. 稀释含[CuCl2]-的溶液生成CuCl白色沉淀据此丙认为:电解过程中,产生[CuCl2]-掺杂Cu2+后呈黄色,与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。
丙进行如下实验:
a.取电解后绿色溶液2 mL,加20 mL水稀释,静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。
b. 另取少量氯化铜晶体和铜粉,向其中加2 mL浓盐酸,加热获得含[CuCl2]-的黄色溶液。
c. 冷却后向上述溶液……
d. 取c中2 mL溶液,加20 mL水稀释,静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。
① a的目的是__________________ 。
② 写出b中生成[CuCl2]-的离子方程式:____________________ 。
③ 补充c中必要的操作及现象:____________________ 。
丙据此得出结论:电解时阴极附近生成[CuCl2]-是导致溶液变绿的原因。
装置 | 现象 |
电解一段时间时,阳极石墨表面产生气体,阴极石墨上附着红色物质,烧杯壁变热,溶液由蓝色变为绿色 |
(2)乙查阅资料,CuCl2溶液中存在平衡:Cu2++ 4Cl-[CuCl4]2-(黄色) ΔH>0。据此乙认为:电解过程中,[CuCl4]2-(黄色)浓度增大,与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。乙依据平衡移动原理推测在电解过程中[CuCl4]2-浓度增大的原因:
(3)丙改用下图装置,在相同条件下电解CuCl2溶液,对溶液变色现象继续探究。
装置 | 现象 |
电解相同时间时,阳极石墨表面产生气泡,溶液仍为蓝色;阴极石墨上附着红色物质,溶液由蓝色变为绿色;U形管变热,冷却后阴极附近溶液仍为绿色 |
(4)丙继续查阅资料:
i. 电解CuCl2溶液时可能产生[CuCl2]-,[CuCl2]-掺杂Cu2+后呈黄色
ii. 稀释含[CuCl2]-的溶液生成CuCl白色沉淀据此丙认为:电解过程中,产生[CuCl2]-掺杂Cu2+后呈黄色,与CuCl2蓝色溶液混合呈绿色。
丙进行如下实验:
a.取电解后绿色溶液2 mL,加20 mL水稀释,静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。
b. 另取少量氯化铜晶体和铜粉,向其中加2 mL浓盐酸,加热获得含[CuCl2]-的黄色溶液。
c. 冷却后向上述溶液……
d. 取c中2 mL溶液,加20 mL水稀释,静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。
① a的目的是
② 写出b中生成[CuCl2]-的离子方程式:
③ 补充c中必要的操作及现象:
丙据此得出结论:电解时阴极附近生成[CuCl2]-是导致溶液变绿的原因。
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解答题-实验探究题
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【推荐3】H2O2 是一种绿色氧化还原试剂,在化学研究中应用广泛。
Ⅰ.某研究性学习小组设计如图所示实验装置,探究影响H2O2分解反应速率的因素。
(1)用以上装置测定H2O2分解反应速率,需要测定实验数据是_______ (要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)
(2)探究影响H2O2分解反应速率的因素实验方案如下表所示,先向锥形瓶中加入质量分数为10%的H2O2溶液,再依次通过分液漏斗向锥形瓶中加入一定量的蒸馏水和0.2 mol/LFeCl3溶液。
①通过实验Ⅱ、Ⅲ探究的是_______ 对反应速率影响。
②实验Ⅱ、Ⅲ中溶液颜色变为红褐色的原因是_______ 。
③向实验Ⅱ中反应后的溶液滴加KSCN溶液,溶液变红色,2 min后溶液红色褪去;继续滴加KSCN溶液,溶液又变红色,一段时间后又褪色,此时再向溶液中滴加盐酸酸化后的BaCl2溶液,产生白色沉淀,从平衡移动角度分析溶液红色褪去的原因_______ 。
Ⅱ.五氧化二氮是有机合成中常用的绿色硝化剂,常温下为白色固体,与水反应生成硝酸。某实验小组用滴定法测定N2O5粗品中N2O4的含量,具体操作为:取2.0 g粗品,加入20.00 mL0.1250mol/L酸性高锰酸钾溶液,充分反应后,用0.1000 mol/LH2O2溶液滴定剩余的高锰酸钾,达到滴定终点时,消耗H2O2溶液17.50mL。(已知:H2O2 与HNO3不反应且不考虑其分解)
(3)产品中N2O4与KMnO4发生反应的离子方程式为_______ 。
(4)判断滴定终点的方法是_______ 。
(5)产品中N2O4的质量分数为_______ 。
Ⅰ.某研究性学习小组设计如图所示实验装置,探究影响H2O2分解反应速率的因素。
(1)用以上装置测定H2O2分解反应速率,需要测定实验数据是
(2)探究影响H2O2分解反应速率的因素实验方案如下表所示,先向锥形瓶中加入质量分数为10%的H2O2溶液,再依次通过分液漏斗向锥形瓶中加入一定量的蒸馏水和0.2 mol/LFeCl3溶液。
序号 | H2O2/mL | 蒸馏水/mL | FeCl3溶液/mL | 现象 |
Ⅰ | 10 | a | 0 | 无明显变化 |
Ⅱ | 10 | b | 2 | 锥形瓶变热,溶液迅速变红褐色,并有较多气泡产生;2 min时,反应变缓,溶液颜色明显变浅 |
Ⅲ | 5 | 5 | 2 | 锥形瓶变热,溶液变红褐色,开始5 s后产生较少的气泡 |
②实验Ⅱ、Ⅲ中溶液颜色变为红褐色的原因是
③向实验Ⅱ中反应后的溶液滴加KSCN溶液,溶液变红色,2 min后溶液红色褪去;继续滴加KSCN溶液,溶液又变红色,一段时间后又褪色,此时再向溶液中滴加盐酸酸化后的BaCl2溶液,产生白色沉淀,从平衡移动角度分析溶液红色褪去的原因
Ⅱ.五氧化二氮是有机合成中常用的绿色硝化剂,常温下为白色固体,与水反应生成硝酸。某实验小组用滴定法测定N2O5粗品中N2O4的含量,具体操作为:取2.0 g粗品,加入20.00 mL0.1250mol/L酸性高锰酸钾溶液,充分反应后,用0.1000 mol/LH2O2溶液滴定剩余的高锰酸钾,达到滴定终点时,消耗H2O2溶液17.50mL。(已知:H2O2 与HNO3不反应且不考虑其分解)
(3)产品中N2O4与KMnO4发生反应的离子方程式为
(4)判断滴定终点的方法是
(5)产品中N2O4的质量分数为
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(0.4)
【推荐1】一种太空生命保障系统利用电解水供氧,生成的氢气与宇航员呼出的二氧化碳在催化剂作用下生成水和甲烷,水可循环使用。
(1)已知与的燃烧热分别为,;,写出与生成和的热化学方程式_________________ 。
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中与反应生成和。
①能说明该反应达到平衡状态的是_________________ (填字母)。
A. B.容器内压强一定
C.气体平均相对分子质量一定 D.混合气体密度一定
②已知容器的容积为,初始加入,和,反应平衡后测得的转化率为,则该反应的平衡常数为_________________ 。
③温度不变,往②平衡状态中再加入各,则此时反应速率_________________ 。(填“”“”或“")
(3)工业上在一定条件下利用与可直接合成有机中间体二甲醚:。
当时,实验测得的平衡转化率随温度及压强变化如图所示:①该反应的_________________ (填“”或“”)0。
②图中压强由大到小的顺序是_________________ 。
(1)已知与的燃烧热分别为,;,写出与生成和的热化学方程式
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中与反应生成和。
①能说明该反应达到平衡状态的是
A. B.容器内压强一定
C.气体平均相对分子质量一定 D.混合气体密度一定
②已知容器的容积为,初始加入,和,反应平衡后测得的转化率为,则该反应的平衡常数为
③温度不变,往②平衡状态中再加入各,则此时反应速率
(3)工业上在一定条件下利用与可直接合成有机中间体二甲醚:。
当时,实验测得的平衡转化率随温度及压强变化如图所示:①该反应的
②图中压强由大到小的顺序是
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(0.4)
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解题方法
【推荐2】工业生产可利用水煤气还原氧化钴得金属钴,发生的主要反应有:
I.CoO(s)+CO(g)Co(s)+CO2(g)
II.CoO(s)+H2(g) Co(s)+H2O(g)
同时存在副反应III.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)几种化学键的键能如表所示:
则a=____ kJ·mol-1。
(2)823K时,将0.1molH2和0.2molCO2充入1L密闭容器中,发生反应III,平衡后容器内总压强为50.66kPa,此时H2O(g)的体积分数为0.2,向容器中加入足量CoO(s)和Co(s),继续反应达平衡后容器中H2O(g)的体积分数为0.3。此时容器中H2的物质的量n(H2)=_____ ,反应II的压强平衡常数Kp2=____ ,判断823K时还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO____ H2(填“大于”或“小于”)。
(3)研究表明,CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)反应速率方程为v=k[c(CO)•c(H2O)-],其中,Kp为压强平衡常数,k为反应速率常数且随温度升高而增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图所示,温度升高时,Kp____ (填“增大”或“减小”或“不变”),T>Tm时v逐渐减小的原因是_____ 。
I.CoO(s)+CO(g)Co(s)+CO2(g)
II.CoO(s)+H2(g) Co(s)+H2O(g)
同时存在副反应III.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)几种化学键的键能如表所示:
化学键 | C≡O | H-H | H-O | C=O |
键能/kJ·mol-1 | a | 436 | 463 | 750 |
则a=
(2)823K时,将0.1molH2和0.2molCO2充入1L密闭容器中,发生反应III,平衡后容器内总压强为50.66kPa,此时H2O(g)的体积分数为0.2,向容器中加入足量CoO(s)和Co(s),继续反应达平衡后容器中H2O(g)的体积分数为0.3。此时容器中H2的物质的量n(H2)=
(3)研究表明,CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)反应速率方程为v=k[c(CO)•c(H2O)-],其中,Kp为压强平衡常数,k为反应速率常数且随温度升高而增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图所示,温度升高时,Kp
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(0.4)
名校
【推荐3】国家主席习近平指出,为推动实现碳达峰碳中和目标,我国将陆续发布重点领域和行业碳达峰实施方案和一系列支撑保障措施,构建起碳达峰、碳中和“”政策体系。二氧化碳加氢可转化为二甲醚,既可以降低二氧化碳排放量,也可以得到性能优良的汽车燃料。回答下列问题:
(1)制取二甲醚的热化学方程式为:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ∆H,则∆H=_______ 。
已知:① CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1=—49.0kJ∙mol-1
② 2 CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ∆H2=—23.5kJ∙mol-1
(2)往一容积为的恒容密闭容器中通入和,一定温度下发生反应:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g),起始总压为,时达到化学平衡状态,测得CH3OCH3的物质的量分数为12.5%。
① 达到化学平衡状态时,下列有关叙述正确的是_______ (填字母序号)。
a.容器内气体压强不再发生改变
b.反应达到平衡状态和未达平衡状态时,混合气体的密度不同
c.向容器内再通入和,重新达平衡后CH3OCH3体积分数增大
d.向容器内通入少量氦气,则平衡向正反应方向移动
② 内,用表示的平均反应速率_______ ,CO2的平衡转化率_______ (保留三位有效数字);该温度下,反应的平衡常数KP=_______ (用含的式子表达,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
③升高温度,二甲醚的平衡产率_______ (填“增大”、“减小”或“不变”),简述理由:_______ 。
(1)制取二甲醚的热化学方程式为:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ∆H,则∆H=
已知:① CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1=—49.0kJ∙mol-1
② 2 CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ∆H2=—23.5kJ∙mol-1
(2)往一容积为的恒容密闭容器中通入和,一定温度下发生反应:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g),起始总压为,时达到化学平衡状态,测得CH3OCH3的物质的量分数为12.5%。
① 达到化学平衡状态时,下列有关叙述正确的是
a.容器内气体压强不再发生改变
b.反应达到平衡状态和未达平衡状态时,混合气体的密度不同
c.向容器内再通入和,重新达平衡后CH3OCH3体积分数增大
d.向容器内通入少量氦气,则平衡向正反应方向移动
② 内,用表示的平均反应速率
③升高温度,二甲醚的平衡产率
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