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题型:解答题-实验探究题 难度:0.65 引用次数:295 题号:4028239
某研究性学习小组为合成1­丁醇,查阅资料得知一条合成路线:CH3CH===CH2+CO+H2→CH3CH2CH2CHOCH3CH2CH2CH2OH,CO的制备原理:HCOOHCO↑+H2O,并设计出原料气的制备装置(如图)。


请填写下列空白:
(1)实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2­丙醇,从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯。写出化学方程式:______________________________________________
(2)若用以上装置制备干燥纯净的CO,装置中a和b的作用分别是________________;c和d中盛装的试剂分别是________________
(3)制丙烯时,还产生少量SO2、CO2及水蒸气,该小组用以下试剂检验这四种气体,混合气体通过试剂的顺序是________(填序号)。
①饱和Na2SO3溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③石灰水 ④无水CuSO4 ⑤品红溶液
(4)合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应,为增大反应速率和提高原料气的转化率,你认为应该采用的适宜反应条件是________
a.低温、高压、催化剂 b.适当的温度、高压、催化剂
c.常温、常压、催化剂 d.适当的温度、常压、催化剂
(5)正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1­丁醇粗品,为纯化1­丁醇,该小组查阅文献得知:①R—CHO+NaHSO3(饱和)―→RCH(OH)SO3Na↓;②沸点:乙醚 34 ℃,1­丁醇 118 ℃,并设计出如下提纯路线:
粗品滤液有机层1­丁醇、乙醚纯品
试剂1为________,操作1为________,操作2为________,操作3为________

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【推荐1】乙烯是世界上产量最大的化学产品之一,乙烯工业是石油化工产业的核心。氨气是化肥工业和基础有机合成工业的重要原料。
(1)甲醇制备乙烯的主要反应:
i.2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g) △H1=-20.9kJ·mol-1
ii.3CH3OH(G)=C3H6(g)+3H2O(g) △H2=-98.1kJ·mol-1
iii.4CH3OH(g)=C4H8(g)+4H2O(g) △H3=-118.1kJ·mol-1
①C3H6转化为C2H4的热化学方程式iv:2C3H6=3C2H4(g) △H4=___________
②加入N2作为稀释剂,反应i中C2H4的产率将___________(填“增大”、减小”或“不变”)
(2)乙炔在Pd表面选择加氢生成乙烯的反应机理如图。其中吸附在Pd表面上的物种用*标注。
上述吸附反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应,该历程中最大能垒(活化能)Ea()=___________kJ·mol-1,该步骤的化学方程式为:___________
(3)在合成氨的实际生产中,未反应的气体(含不参与反应的惰性气体)可多次循环使用。当氢氮比[c(H2):c(N2)]为3时,平衡时氨气的含量关系式为:ω(NH3)=0.325•KP•P•(1-i)2,(KP表示平衡常数;P表示平衡体系压强;i表示惰性气体体积分数)。当温度为500℃,平衡体系压强为2.3MPa,不含惰性气体时,平衡时氨气的含量为ω。若温度不变,体系中有13%的惰性气体,此时增大压强,Kp___________将(填“变大”、“变小”或“不变”)。欲使平衡时氨气的含量仍为ω应将压强调整至___________MPa(2位有效数字)。
(4)在t℃、压强为3.6MPa条件下,向一恒压密闭容器中通入氢氮比为3的混合气体,体系中气体的含量与时间变化关系如图所示:反应20min达到平衡,试求0~20min内氨气的平均反应速率v(NH3)=___________MPa·min-1.若起始条件一样,在恒容容器中发生反应,则达到平衡时H2的含量符合图中___________点(填“d”、“e”、“f”或“g”)。
2021-05-26更新 | 424次组卷
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【推荐2】课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法,是德国诺贝尔化学奖获得者哈伯发明的。其合成原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ;△H <0
(1)下列关于工业合成氨的说法不正确的是______
A.因为△H <0,所以该反应一定不需要加热
B.高压有利于氨气的生成
C.在高温下进行是为了提高反应物的转化率
D.使用催化剂加快反应速率是因为催化剂降低了反应的△H
(2)在恒温恒容密闭容器中进行合成氨的反应,下列能说明该反应已达到平衡状态的是_____
a.容器内N2、H2、 NH3的浓度之比为1:3:2
b.v(N2)=v(H2)
c.容器内压强保持不变
d.合气体的密度保持不变
(3)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响。实验结果如图所示(图中T表示温度,n表示H2物质的量)。

①图象中T2和T1的关系是: T2____ T1(填“>,<或=”,下同)
②a、b、c、d四点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是____ (填字母)。
(4)恒温下,往一个4 L的密闭容器中充入5.2 mol H2和 2 mol N2,反应过程中对NH3的浓度进行检测,得到的数据如下表所示:
时间/min

5

10

15

20

25

30

c(NH3)/mol·L-1

0.08

0.14

0.18

0.20

0.20

0.20


①此条件下该反应的氢气平衡浓度为______
②若维持容器体积不变,温度不变,往原平衡体系中加入H2、 N2和NH3各 4mol,化学平衡将向__反应方向移动(填 “正”或“逆”)。
③N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ;△H =-92 kJ/mol。在恒温恒容的密闭容器中充入1 mol N2和一定量的H2发生反应。达到平衡后,测得反应放出的热量为18.4 kJ,混合气体的物质的量为3.6 mol,容器内的压强变为原来的90%,则起始时充入的H2的物质的量为_____mol。
(5)已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ;△H =-92 kJ/mol。
N2(g) +O2(g) = 2NO(g) △H= +181 kJ/mol
2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g) △H= -484 kJ/mol
写出氨气催化氧化生成NO和水蒸气的热化学方程式_____
2020-10-29更新 | 16次组卷
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【推荐3】燃煤烟气中含有大量NOx、CO2、CO和SO2,经处理可获得重要的化工原料。
(1)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574.0kJ·mol-1 
CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=+1160.0kJ·mol-1 
若反应中还原NOx至N2,消耗标准状况下4.48LCH4,则反应过程中转移的电子总数为______
(2)利用烟气中分离所得的CO2、CO与H2按一定比例混合在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
反应1:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH1=-99.0kJ·mol-1
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反应3:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH3=+384.0kJ·mol-1

反应体系中CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示。
①α(CO)随温度升高而减小的原因是_____
②图中的p1、p2、p3由大到小的顺序为______
(3)亚氯酸钠(NaClO2)和次氯酸钠(NaClO)混合液作为复合吸收剂可脱除烟气中的NOx、SO2,使其转化为
①写出NO与NaClO2反应的离子方程式:____
②如图表示在一定条件下温度与复合吸收剂对烟气中SO2、NO脱除效率的关系。图中SO2比NO脱除效率高的原因可能是___
2020-08-31更新 | 51次组卷
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