【题目】丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等,回答下列问题:
(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下:
①C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g) ΔH=-515kJ/mol
①C3H6(g)+ O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) ΔH=-353kJ/mol
两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是________;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是________;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________。
(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应温度为460℃。低于460℃时,丙烯腈的产率________(填“是”或者“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是________;高于460℃时,丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选,填标号)
A.催化剂活性降低 | B.平衡常数变大 | C.副反应增多 | D.反应活化能增大 |
(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为,理由是_______________。进料氨、空气、丙烯的理论体积约为________。
【答案】(1)两个反应均为放热量大的反应降低温度降低压强催化剂
(2)不是该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低 AC
(3)1 该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低1:7.5:1
【解析】试题分析:(1)因为两个反应均为放热量大的反应,所以热力学趋势大;该反应为气体分子数增大的放热反应,所以降低温度、降低压强有利于提高丙烯腈的平衡产率;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂。
(2)因为该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低,反应刚开始进行,尚未达到平衡状态,460℃以前是建立平衡的过程,所以低于460℃时,丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率;高于460℃时,丙烯腈产率降低,A.催化剂在一定温度范围内活性较高,若温度过高,活性降低,正确;B.平衡常数变大,对产率的影响是提高产率才对,错误;C.根据题意,副产物有丙烯醛,副反应增多导致产率下降,正确;D.反应活化能的大小不影响平衡,错误;答案选AC。
(3)根据图像可知,当n(氨)/n(丙烯)约为1时,该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低;根据化学反应C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g),氨气、氧气、丙烯按1:1.5:1的体积比加入反应达到最佳状态,而空气中氧气约占20%,所以进料氨、空气、丙烯的理论体积约为1:7.5:1。
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【题目】以下物质A、B、C、X均属于中学常见的物质,已知它们之间有如下转化关系(其中副产物已被略去,例如H2O等)。
请根据上述转化关系回答下列问题:
(1)若X是具有强氧化性的气体单质,且B的分子式是CH2O,则X的化学式是________。
(2)若X是非氧化性强酸,且C是一种酸性氧化物,则C的化学式是_______(只要求写一例)。
(3)若X是金属单质,请写出反应②的离子方程式_________________________________。
(4)若X是强碱,且A、B、C都含有同一种金属元素,请写出反应②的离子方程式__________。
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【题目】某化学小组以苯甲酸为原料,制取苯甲酸甲酯,已知有关物质的沸点如下表:
I.合成苯甲酸甲酯粗产品
(1)甲和乙两位同学分别设计了如图所示的两套实验室合成苯甲酸甲酯的装置(夹持仪器和加热仪器均已略去)。根据有机物的沸点,最好采用______(填“甲”或“乙”)装置。理由是____________________________。
(2)实验中浓硫酸的作用是________________冷凝水应从 (填“a”或“b”,下同)口进, 口出。
(3)反应物CH3OH应过量,理由是____________________;两套装置中导管末端均没有伸入到试管液面以下的原因___________________。
II.粗产品的精制
(4)苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、苯甲酸和水等,现拟用下列流程图进行精制,请在流程图中方括号内填入操作方法的名称。
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【题目】CO2是一种主要的温室气体,研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(1)金刚石和石墨燃烧反应中的能量变化如图a所示。
在通常状况下,金刚石和石墨中, (填“金刚石”或“石墨”)更稳定,石墨的燃烧热△H= kJ·mol-1。
(2)采用电化学法可将甲烷转化为二氧化碳,试写出以氢氧化钾水溶液作电解质时,该电池正极反应方程式 。
(3)CO2为原料还可合成多种物质。工业上常以CO2(g)与H2(g)为原料合成乙醇。①2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(l) 该反应物的总能量大于生成物的总能量,则该反应的△H= (填“>0”、“<0”、“=0”或“不能确定”)
②下图是一种以烟道气为原料合成乙醇的工作原理示意图。
对上述流程的分析,下列说法正确的是 。
A.该流程至少包含4种形式的能量转化
B.流程设计体现了绿色化学思想
C.合成塔中生成乙醇的反应是化合反应
③图b所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪,具有自动吹气流量侦测与控制的功能,非常适合进行现场酒精检测。该电池负极的电极反应为 。
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【题目】下是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极,请填写下列空格:
(1)C电极是 极,发生反应的是 (填微粒符号),该微粒在反应中 电子(“得”或“失”),发生 反应(“氧化”或“还原”), 反应现象为 ,电极反应式 。
(2)总方程式为 。
(3)上述电解反应中,被氧化的物质是 ,被还原的物质是 (填化学式)。
(4)在化学反应中发生的能量转化形式是 。
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【题目】现有A、B、C、D、E、F、G七种元素,其中 A、B、C、D、E、F为短周期元素且原子序数依次增大;A的最高正价与最低负代数和为零;B的最高价氧化物与C的氢化物在水中反应得到的生成物X既可与酸反应又可与碱反应;常温下D2是气体,标况时D2气体的密度约是1.43g/L;E原子半径在同周期中除稀有气体外最大, F原子M层上的电子比K层多5个。金属G的合金在生活中用量最大,用途最广。
(1)G在元素周期表中的位置是_________,画出F的离子结构示意图____________
(2)D、E、F离子半径由大到小顺序为:___________________(用离子符号表示)
(3)A与D可形成原子个数比为1:1的化合物,用电子式表示该化合物的形成过程_________________________
(4)D与E形成某离子化合物H具有漂白性,写出H的电子式_______________,该化合物和B与D形成的某化合物反应的化学方程式为:_______________,1molH发生该反应转移电子数为_____________
(5)若X为正盐,X中含有的化学键类型为_______________,写出加热该盐的化学方程式:_______________
(6)B和F两种元素相比较,原子得电子能力较强的为_______________,以下三种说法中,可以验证B和F得电子能力强弱的是_______________(填写编号);
a.比较这两种元素的常见单质的沸点
b.二者形成的化合物中,F元素的原子显负价
c.比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
(7)金属元素G可与F形成化合物GF3。将G的单质与石墨用导线相连浸入GF3溶液中形成一个原电池。该原电池工作时,石墨一极发生的反应可以表示为___________,当有1.2mol e-转移时单质G质量变化为___________g
(8)用A元素的单质与D元素的常见单质可以制成电池,电池中装有KOH浓溶液,用多孔的惰性电极甲和乙浸入KOH溶液,在甲极通入A的单质,乙极通入D的单质,则甲极的电极反应式为:___________________。
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【题目】(1)某烷烃0.1mol完全燃烧时生成4.48LCO2(标况下),则其化学式是 。则该烷烃的结构简式是
(2)为了检验和除去下表中的各种杂质(括号里的物质),请从(I中选出适当的检验试剂,从(II选出适当的除杂试剂,将所选的答案的序号填入相应的空格内。
(I)验的试剂:A. 无水硫酸铜 B.酸性高锰酸钾溶液 C.盐酸 D.氢氧化钠溶液
(II)试剂:a.硫酸 b.酸性高锰酸钾溶液 c.新制的生石灰 d.溴水
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【题目】第ⅤA族的氮、磷、砷(As)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含第ⅤA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。
(1)砷元素的基态原子价电子排布图为______________。
(2)汽车安全气囊的产生药剂主要含有NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO3等物质,在NaN3固体中阴离子的立体构型______________。
(3)王水溶解黄金的反应如下:Au+HNO3+4HCl=H[AuCl4]+NO↑+2H2O,产物中的H[AuCl4]是配合物,它的配位体是______________,发生电离的方程式为______________
(4)砷化镓属于第三代半导体,它能直接将电能转变为光能,砷化镓灯泡寿命是变通灯泡的100倍,而耗能只有其10%。推广砷化镓等发光二极管(LED)照明是节能减排的有效举措,已知砷化镓的晶胞结构如图,晶胞棱长为apm。
①砷化镓的化学式______________,镓原子的配位数为______________。
②砷化镓的晶胞中m位置Ga原子与n位置As原子之间的距离为________pm (用含“a”的表达式表示)
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【题目】某有机物分子中含有n个—CH2—,m个—CH—,a个—CH3,其余为—OH,则分子中—OH的个数为
A.2n+3m-a B.n+m+a C.m+2-a D.m+2n+2-a
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