【题目】丙烯(C3H6)是重要的有机化工原料。丙烷直接脱氢制丙烯发生的主要反应及能量变化如图：
回答下列问题：
（1）丙烷直接脱氢制丙烯为强吸热过程，该反应必须在高温下进行，但温度越高副反应进行程度越大，同时还会降低催化剂的活性和选择性。
①为提供反应所需热量，恒压时若向原料气中掺入水蒸气，则K(主反应)___(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②温度升高，副反应更容易发生的主要原因是_______。
（2）如图为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系(图中的压强p1、p2分别为1×104 Pa和1×105 Pa)。
①1×104 Pa时，如图中表示丙烯的曲线是____(填“ⅰ”、“ⅱ”、“ⅲ”或“ⅳ”)。
②1×105Pa、500℃时，若只发生上述主反应和副反应，则达平衡时，丙烷转化为丙烯的转化率为____。
（3）为克服丙烷直接脱氢法的缺点，科学家探索出在无机膜反应器中进行丙烷脱氢制丙烯的技术。在膜反应器中，利用特定功能膜将生成的氢气从反应区一侧有选择性地及时移走。与丙烷直接脱氢法相比，该方法的优点是__________。
（4）利用CO2的弱氧化性，开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺。该工艺可采用铬的氧化物为催化剂，其反应机理如图。
已知：CO和H2的燃烧热分别为△H =－283.0kJ/mol、△H =－285.8kJ/mol。
①反应（ⅰ）的化学方程式为_____。
②25℃时，该工艺总反应的热化学方程式为________。
③该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭，维持催化剂活性，原因是_______。
【答案】增大 副反应的活化能低于主反应的活化能 ⅰ 16.5% 使反应始终未达到平衡状态，突破反应限度，提高丙烯产率，且能保证催化剂具有较高的活性和选择性 3C3H8 + 2CrO3
3C3H6 + Cr2O3 + 3H2O C3H8(g) + CO2
C3H6(g) + CO(g) + H2O(l) △H =+121.5kJ/mol 碳与CO2反应生成CO，脱离催化剂表面
【解析】
（1）①丙烷脱氢制丙烯对应的化学方程式为C3H8（g）=C3H6（g）+H2（g），恒压时向原料气中掺入水蒸气，体积增大，压强减小，平衡向正反应方向进行；
②副反应活化能小；
（2）①压强越大平衡逆向进行，丙烯体积分数越小；
②设丙烷起始量为1 mol，转化为丙烯的物质的量为x mol，转化为乙烯与甲烷的为ymol，再根据主反应与副反应列出关系式作答。
（3）①使反应始终未达到平衡状态，突破反应限度，提高丙烯产率，且能保证催化剂具有较高的活性和选择性；
（4）①根据图示信息书写；
②由盖斯定律计算可得；
③该工艺中碳与CO2反应生成CO。
(1)①丙烷脱氢制丙烯对应的化学方程式为C3H8（g）=C3H6（g）+H2（g），△H1=+124.3kJ/mol，恒压时向原料气中掺入水蒸气，体积增大，压强减小，平衡向正反应方向进行，K(主反应)增大，丙烷转化率α(C3H8)增大，故答案为：增大；
②副反应活化能小，温度升高，副反应更容易发生，所以副反应更容易发生的主要原因是：Ea1＞Ea2，即副反应的活化能低于主反应的活化能，故答案为：副反应的活化能低于主反应的活化能；
(2)①C3H8（g）=C3H6（g）+H2（g），△H1=+124.3kJ/mol，温度越高丙烯的体积分数越大；压强越大平衡逆向进行，丙烯体积分数越小，丙烯是生成物，减压过程中体积分数增大，由此判断图中表示丙烯的曲线是i，故答案为：i；
②由上图温度和压强对物质体积分数的影响可以看出，1×105Pa、500℃时，丙烯的平衡体积分数为14%，丙烷的平衡体积分数为70%，设丙烷起始量为1 mol，转化为丙烯的物质的量为x mol，转化为乙烯与甲烷的为ymol，根据主反应为：C3H8（g）=C3H6（g）+H2（g），副反应：C3H8（g）=C2H4（g）+CH4（g）可知，反应后的气体总得物质的量为(1+x+y)mol，则
①，
②，解得x=0.165mol，故转化率为
，故答案为：16.5%；
(3)利用特定功能膜将生成的氢气从反应区一侧有选择性地及时移走，可以使反应始终未达到平衡状态，突破反应限度，提高丙烯产率，且能保证催化剂具有较高的活性和选择性，故答案为：使反应始终未达到平衡状态，突破反应限度，提高丙烯产率，且能保证催化剂具有较高的活性和选择性；
（4）①图示信息中可以看出，C3H8与CrO3反应生成了C3H6与Cr2O3，则反应的化学方程式为：C3H8 + 2CrO33C3H6 + Cr2O3 + 3H2O，故答案为：C3H8 + 2CrO33C3H6 + Cr2O3 + 3H2O；
②由题意可得H2（g）+1/2O2（g）=H2O(l) △H =－285.8kJ/mol①；CO（g）+1/2O2（g）=CO2 (g) △H =－283.0kJ/mol②；C3H8（g）
C3H6（g）+H2（g）△H =+124.3 kJ/mol③，由盖斯定律③-②+①得热化学方程式C3H8(g)+CO2C3H6(g)+CO(g)+H2O(l)，则△H =（+124.3 kJ/mol）+（－285.8kJ/mol）－（－283.0kJ/mol）=+121.5kJ/mol，故答案为：C3H8(g)+CO2C3H6(g)+CO(g)+H2O(l) △H =+121.5kJ/mol；
③该工艺中碳与CO2反应生成CO，可以有效消除催化剂表面的积炭，维持催化剂活性，故答案为：碳与CO2反应生成CO，脱离催化剂表面。
赢在课堂名师课时计划系列答案
天天向上课时同步训练系列答案科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】二氧化硫是大气的主要污染物之一。催化还原SO2不仅可以消除SO2的污染，还可以得到工业原料S。燃煤烟气中硫的回收反应为：2CO(g)+SO2(g) 
2CO2(g)+S(l) △H。
(1)已知：2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) △H1=－566.0kJ·mol－1
S(l)+O2(g)===SO2(g) △H2=－296.8 kJ·mol－1
则硫的回收反应的△H=___________ kJ·mol－1。
(2)其他条件相同、催化剂不同时，硫的回收反应中SO2的转化率随反应温度的变化如图所示。260℃时，___________（填“La2O3”、“NiO”或“TiO2”)的催化效率最高。La2O3和NiO作催化剂均可能使SO2的转化率达到很高，不考虑价格因素，选择La2O3的主要优点是___________。
(3)一定条件下，若在恒压密闭容器中发生硫的回收反应，SO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示，则P1、P2、P3、P4由大到小的顺序为___________；某温度下，若在恒容密闭容器中，初始时c(CO)=2 a mol·L－1，c(SO2)= a mol·L－1，SO2的平衡转化率为80%，则该温度下反应的化学平衡常数为___________。
(4)某实验小组为探究烟气流速、温度对该反应的影响，用La2O3作催化剂，分别在两种不同烟气流量、不同温度下进行实验。实验结果显示：在260℃时，SO2的转化率随烟气流量增大而减小，其原因是___________；在380℃时，SO2的转化率随烟气流量增大而增大，其原因是___________。
(5)工业上常用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2，将烟气通入1.0 mol·L－1的N2SO3溶液，当溶液pH约为6时，吸收SO2的能力显著下降此时溶液中c(HSO3－)c︰(SO32－)=___________。(已知H2SO3的Ka1=1.5×10-2、Ka2=1.0×10-7)
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一，作为信息产业和机电工业的重要基础功能材料，磁性材料广泛应用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体，工业上以软锰矿(主要成分为MnO2)和黄铁矿(主要成分为FeS2)为主要原料制备碳酸锰的主要工艺流程如下：
已知：几种金属离子沉淀的pH如下表。
Fe2＋ | Fe3＋ | Cu2＋ | Mn2＋ | |
开始沉淀的pH | 7.5 | 3.2 | 5.2 | 8.8 |
完全沉淀的pH | 9.2 | 3.7 | 7.8 | 10.4 |
回答下列问题：
(1)为了提高溶浸工序中原料的浸出效率，采取的措施不合理的有________。
A．搅拌 B．适当升高温度
C．研磨矿石 D．加入足量的蒸馏水
(2)溶浸过程中主要产生的离子为Fe3＋、Mn2＋、SO42-，请写出主要反应的离子方程式：___________；浸取后的溶液中含有少量Fe2＋、Cu2＋、Ca2＋，则在加入石灰调节溶液的pH从而使铁元素被完全沉淀前，加入适量的软锰矿目的是______________________，加入石灰调节溶液pH的范围为____________________。
(3)净化工序的目的是除去溶液中的Cu2＋、Ca2＋等杂质，故滤渣主要是________(填化学式)和CaF2。若测得滤液中c(F－)为0.01mol·L－1，则滤液中残留c(Ca2＋)为________mol·L－1[已知：Ksp(CaF2)＝1.46×10－10]。
(4)有人认为净化工序中使用NaF会引起污染，建议用(NH4)2CO3代替NaF，但是用(NH4)2CO3代替NaF的缺点是______________________________________。
(5)如图为黄铁矿的质量分数对锰浸出率的影响，仅据图中信息，黄铁矿的质量分数应保持在________%左右。
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】某实验小组学生按照课本实验要求，用50 mL 0.5 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中放出的热量计算中和热。下列说法正确的是
A. 实验过程中没有热量损失
B. 图中实验装置缺少环形玻璃搅拌棒
C. 烧杯内填满碎纸条的作用是固定小烧杯
D. 酸或碱的物质的量越大，所测中和热的数值越大
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】（1）有关物质的量浓度的配制下列说法正确的是___
A．称取2.0gNaOH固体：先在托盘各放1张滤纸，然后在右盘加2g砝码，左盘加NaOH固体
B．容量瓶上标有温度和容积使用前要检查是否漏水
C．称取16.0gCuSO4 固体在500mL容量瓶中加水溶解后定容，可配得0.20mol/L的CuSO4溶液
D．配制硫酸溶液时，可先在量筒中加入一定体积的水，再慢慢注入浓硫酸
E．配制溶液时，俯视容量瓶刻度线造成浓度偏高
F．溶液转移定容时，溶液未冷却至室温造成浓度偏低
（2）海带中含有丰富的碘，为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验(每一步所加试剂均过量）：
现有下列仪器，请按要求填写以下空白：
Ⅰ．步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，图中还缺少的玻璃仪器是___。
Ⅱ．如何检验步骤③操作后碘化钠滤液中的碘离子___，步骤⑤所需的操作名称是__。
Ⅲ．写出步骤④的化学反应方程式___。
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】下列说法与盐类水解有关且正确的是: ( )
A. AlCl3溶液和NaAlO2溶液加热、蒸发、浓缩、结晶、灼烧，所得固体的成分相同
B. 配制FeCl3溶液时，将FeCl3固体溶解在硫酸中，然后再用水稀释到所需的浓度
C. 用加热的方法可除去KCl溶液中混有的Fe3＋
D. 食醋可以溶解水垢
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】现代高科技领域使用的新型陶瓷材料氮化硼（BN），用天然硼砂（Na2B4O710H2O）经过下列过程可以制得。
天然硼砂
硼酸（H3BO3）
B2O3
BN
（1）天然硼砂所含的元素中属于同一周期且原子半径是（用元素符号填写）___>___，由天然硼砂中的三种元素形成的某种离子化合物的电子式为______。
（2）与硼元素性质最相似的元素的原子的最外层电子排布为_______，该原子核外充有电子的轨道共有____个。
（3）试写出天然硼砂与硫酸反应的化学方程式_______，制得的氮化硼有不同的结构，其中超硬、耐磨、耐高温的一种属于____晶体。制取氮化硼的反应必须在密闭的耐高温容器中进行：B2O3(s)+2NH3(g)
2BN(s)+3H2O(g)+Q（Q<0）
（4）若反应在5L的密闭容器中进行，经2分钟反应炉内固体的质量减少60.0g，则用氨气来表示该反应在2分钟内的平均速率为_____，达到平衡后，增大反应容器体积，在平衡移动过程中，逆反应速率的变化状况为______。
（5）为提高生产效率，使反应速率加快的同时，化学平衡向多出产品的方向移动，可以采取的措施有_________，生产中对尾气的处理方法正确的是（填序号）_____。
A．直接排出参与大气循环 B．冷却分离所得气体可以循环使用
C．全部用来进行循环使用 D．冷却分离所得液体可作化工原料
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】最近，科学家研发了“全氢电池”，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 吸附层（a）上的电势比吸附层（b）上的高
B. 负极反应为H2+2e-+2OH-=2H2O
C. 该装置将酸碱中和反应的热能转化为电能
D. 电解质溶液中ClO4-由左往右迁移
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】工业生产钠和烧碱的原理如下：①电解熔融氯化钠制钠：2NaCl(熔融) 
2Na＋Cl2↑，②电解饱和食盐水制烧碱：2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，下列有关说法正确的是（ ）
A.在反应①和②中，氯化钠均既是氧化剂，又是还原剂
B.在反应①中氯气是还原产物，在反应②中氢气是还原产物
C.若标准状况下生成等体积的气体，则反应①和②中转移电子总数相等
D.若消耗等质量的氯化钠，则反应①和②中转移电子总数相等
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