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1 . 1-丁烯是仅次于乙烯和丙烯的重要石油化工基本原料,可以利用正丁烷催化脱氢制备。催化脱氢分为无氧催化脱氢和有氧催化脱氢。
I.无氧催化脱氢反应原理如下:
ΔH ①
(1)已知CH3CH2CH2CH3、CH2=CHCH2CH3、H2的燃烧热分别为2878 kJ∙mol−1,2720 kJ∙mol−1,286 kJ∙mol−1,计算ΔH=_______ 。
(2)无氧催化脱氢用Pt系催化剂时,正丁烷单位时间转化率和1−丁烯选择性如下表所示:
①仅从1−丁烯选择性的角度考虑,应选择的催化剂为_______ (填催化剂序号)。
②工业上,从1−丁烯单位时间收率的角度考虑,应选择的最佳催化剂为_______ (填催化剂序号)。
II.有氧催化脱氢通常选择O2或CO2为氧化剂,VOx−MgO为催化剂,反应原理如下:
②
③
当O2或CO2为氧化剂时,正丁烷单位时间转化率和选择性如下表所示:
(3)与无氧脱氢相比,有氧脱氢(O2为氧化剂)在单位时间内转化率要高一些的可能原因是_______
。
(4)一定温度下,在体积为10 L的刚性容器中,加入10 mol CH3CH2CH2CH3,7 mol O2,3 mol CO2,初始压强为20 kPa,经过10 h,反应刚好达到平衡,此时压强变成25 kPa,其中O2的体积分数为16%。结合有氧催化脱氢回答下列问题:
①v(O2)=_______ moL/(L·h)。
②该温度下,反应③的压强平衡常数KP=_______ kPa。
③O2为氧化剂时,1-丁烯的选择性明显低于CO2为氧化剂时的选择性,分析可能原因:_______ 。
I.无氧催化脱氢反应原理如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/30/fcee3b2c-8370-4c8b-bb16-e93c6d86f335.png?resizew=330)
(1)已知CH3CH2CH2CH3、CH2=CHCH2CH3、H2的燃烧热分别为2878 kJ∙mol−1,2720 kJ∙mol−1,286 kJ∙mol−1,计算ΔH=
(2)无氧催化脱氢用Pt系催化剂时,正丁烷单位时间转化率和1−丁烯选择性如下表所示:
催化剂 | 单位时间转化率% | 1−丁烯选择性% |
催化剂1:PtSn/γ-Al2O3 | 23.0 | 92.0 |
催化剂2:PtSnSr0.2/γ-Al2O3 | 38.5 | 88.1 |
催化剂3:PtSn(0.3%)/MgAl2O4 | 27.0 | 98.9 |
②工业上,从1−丁烯单位时间收率的角度考虑,应选择的最佳催化剂为
II.有氧催化脱氢通常选择O2或CO2为氧化剂,VOx−MgO为催化剂,反应原理如下:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/79c1d18ea80afed89d2360d963da99ea.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d6aafdd6da7bb288d3e53b271d83108b.png)
当O2或CO2为氧化剂时,正丁烷单位时间转化率和选择性如下表所示:
氧化剂 | 单位时间转化率% | 1-丁烯选择性% |
O2 | 68.0 | 52.0 |
CO2 | 50.0 | 89.0 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/3/12/2676511987359744/2677611080294400/STEM/97deab94cd1c4a639fa0253cb102e691.png?resizew=27)
(4)一定温度下,在体积为10 L的刚性容器中,加入10 mol CH3CH2CH2CH3,7 mol O2,3 mol CO2,初始压强为20 kPa,经过10 h,反应刚好达到平衡,此时压强变成25 kPa,其中O2的体积分数为16%。结合有氧催化脱氢回答下列问题:
①v(O2)=
②该温度下,反应③的压强平衡常数KP=
③O2为氧化剂时,1-丁烯的选择性明显低于CO2为氧化剂时的选择性,分析可能原因:
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2021-03-14更新
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382次组卷
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2卷引用:重庆市巴蜀中学2021届高三高考适应性月考卷(六)化学试题
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解题方法
2 . 科研工作者结合实验与计算机模拟来研究钌催化剂表面不同位点上合成氨反应历程,如图5所示,其中实线表示位点A上合成氨的反应历程,虚线表示位点B上合成氨的反应历程,吸附在催化剂表面的物种用*标注。下列说法错误的是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/16/c72d8948-9ef5-406e-afd5-581cbb4c96b9.png?resizew=325)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/16/c72d8948-9ef5-406e-afd5-581cbb4c96b9.png?resizew=325)
A.由图可以判断合成氨反应△H<0 |
B.图中过程①在低温下更容易发生 |
C.整个反应历程中活化能最大的步骤是2N*+3H2→2N*+6H* |
D.钌催化剂为固体催化剂,其表面积大小会影响催化效果 |
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解题方法
3 . “丁烯(C4H8)裂解法”是一种重要的丙烯(C3H6)生产法,但生产过程中会有生成乙烯(C2H4)的副反应发生,反应如下:主反应:
;副反应:
。以ZSM-5分子筛作为催化剂,测得上述两反应的平衡体系中,各组分的质量分数(w%)随温度和压强变化的趋势分别如图1、2所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/25/fffa98a6-9e1c-4035-a765-3c3f4768075d.png?resizew=584)
(1)平衡体系中的丙烯和乙烯的质量比是工业生产丙烯时选择反应条件的重要指标之一,从产物的纯度考虑,该数值越高越好,300℃、0.5MPa是生产丙烯最适宜的条件。有研究者结合图1数据并综合考虑各种因素,认为450℃的反应温度比300℃或700℃更合适,从反应原理角度分析其理由可能是______ 。
A 450℃比300℃的反应速率快 B 450℃比700℃的副反应程度小
C 该温度是催化剂的活性温度 D 该温度下催化剂的选择性最高
(2)图2中,随压强增大平衡体系中丙烯的百分含量呈上升趋势,从平衡角度解释其原因是______ 。
(3)在恒温恒容体系中,充入一定量的丁烯,转化率随时间的变化如图,在实际生产中,通常在恒压条件下以氮气作为反应体系的稀释剂,请在图3中画出恒压条件丁烯的转化率随时间变化曲线_______ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3364d2153b2b04bf10fda669d67b6d20.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1496cd334df7fc4dbe8f33528a7a87ff.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/25/fffa98a6-9e1c-4035-a765-3c3f4768075d.png?resizew=584)
(1)平衡体系中的丙烯和乙烯的质量比是工业生产丙烯时选择反应条件的重要指标之一,从产物的纯度考虑,该数值越高越好,300℃、0.5MPa是生产丙烯最适宜的条件。有研究者结合图1数据并综合考虑各种因素,认为450℃的反应温度比300℃或700℃更合适,从反应原理角度分析其理由可能是
A 450℃比300℃的反应速率快 B 450℃比700℃的副反应程度小
C 该温度是催化剂的活性温度 D 该温度下催化剂的选择性最高
(2)图2中,随压强增大平衡体系中丙烯的百分含量呈上升趋势,从平衡角度解释其原因是
(3)在恒温恒容体系中,充入一定量的丁烯,转化率随时间的变化如图,在实际生产中,通常在恒压条件下以氮气作为反应体系的稀释剂,请在图3中画出恒压条件丁烯的转化率随时间变化曲线
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/25/eafc8bf5-5a3c-45b3-b091-d81c275f2508.png?resizew=215)
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4 . 中南大学郑雅杰等3位老师提出“以含砷废水沉淀还原法制备As2O3”,有较高的实际应用价值。某工厂含砷废水含有H3AsO3、H2SO4、Fe2(SO4)3、Bi2(SO4)3等,利用该废水提取As2O3的流程如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/3/ecd1d0a3-df53-419d-aee5-cd28b9add963.png?resizew=534)
表:金属离子沉淀pH值表格(20℃)
(1)为了加快中和过程的速率,可以采取的措施有______________ (写出一条合理的措施即可)。
(2)沉淀中的成分,除了Bi(OH)3沉淀外,还有_________ 。
(3)A可以循环利用,A的化学式为_________ 。在滤液1中,加入NaOH调节pH为8的目的是_______ 。
(4)Cu3(AsO3)2沉淀加入一定量的水调成浆料,通入SO2,该过程的化学反应方程式是__________ 。
(5)按照一定的液固比,将水加入Cu3(AsO3)2沉淀中,调成浆料。当反应温度为25℃,SO2流量为16L/h,液固比、时间对砷、铜浸出率的影响如图甲、乙所示。请选择最适宜的液固比、反应时间:______________ 、_______________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/3/8fc98ef9-2eb9-407c-9d76-17528eb17633.png?resizew=481)
(6)一定条件下,用雄黄(As4S4)制备As2O3的转化关系如图所示。若反应中,1molAs4S4(其中As元素的化合价为+2价)参加反应时,转移28mole-,则物质a为_______ (填化学式)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/3/ecd1d0a3-df53-419d-aee5-cd28b9add963.png?resizew=534)
表:金属离子沉淀pH值表格(20℃)
10-1 | 10-2 | 10-3 | 10-4 | 10-5 | |
Fe3+ | 1.8 | 2.2 | 2.5 | 2.9 | 3.2 |
Cu2+ | 4.7 | 5.2 | 5.7 | 6.2 | 6.7 |
(2)沉淀中的成分,除了Bi(OH)3沉淀外,还有
(3)A可以循环利用,A的化学式为
(4)Cu3(AsO3)2沉淀加入一定量的水调成浆料,通入SO2,该过程的化学反应方程式是
(5)按照一定的液固比,将水加入Cu3(AsO3)2沉淀中,调成浆料。当反应温度为25℃,SO2流量为16L/h,液固比、时间对砷、铜浸出率的影响如图甲、乙所示。请选择最适宜的液固比、反应时间:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/3/8fc98ef9-2eb9-407c-9d76-17528eb17633.png?resizew=481)
(6)一定条件下,用雄黄(As4S4)制备As2O3的转化关系如图所示。若反应中,1molAs4S4(其中As元素的化合价为+2价)参加反应时,转移28mole-,则物质a为
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