练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
    12．丙烯（C3H6）是制造聚丙烯、丙烯腈等化工产品的原料．目前正在开发丙烷（C3H8）裂解制取丙烯，其原理为C3H8（g）?C3H6（g）+H2（g）△H．回答下列问题：
    （1）下表为几种共价键的键能．
     共价键 C-C C=C C-HH-H 
     键能/KJ•mol-1 348 615 413436
    则上述丙烷裂解反应的△H=+123KJ/mol
    （2）在密闭容器中充入一定量的丙烷和适量的稀有气体，测得丙烷的平衡转化率随温度的变化关系如图所示．
    ①图中压强p1＜（填“＞”“＜”或“=”，下同）p2；
    ②B点在0.2Mpa及对应温度下，v（正）＞v（逆）．
    ③图中A点的平衡常数K=8.33KPa（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）．
    ④提高丙烷转化率的措施是升温（任填一种）
    （3）丙烷在脱氢生成丙烯时还会生成乙烯，该副反应的化学方程式为C3H8$\stackrel{催化剂}{→}$C2H4+CH4；
    （4）近年来研究人员采用了添加二氧化碳重整丙烷制取丙烯，其原理为C3H8（g）+CO2（g）?C3H6（g）+CO（g）+H2O（g），有关数据如表所示．
    不同温度下C3H8脱氢反应的平衡转化率
    n（CO2）/n（C3H8）温度/K 600 700 800900 1000
     0：1 1.0% 6.3% 24.4% 59.6% 87.0%
     1：1 2.7% 12.9% 41.6% 78.0% 94.5%
     1：2 3.7% 17.2% 50.9% 85.3% 97.1%
     1：3 4.0% 20.5% 57.7% 89.5% 98.2%
    ①二氧化碳重整丙烷制取丙烯的反应属于吸热（填“放热”或“吸热”）反应．
    ②从表中数据可知，最合适的$\frac{n（C{O}_{2}）}{n（{C}_{3}{H}_{8}）}$=1：3．
    ③二氧化碳重整法相对于丙烷直接裂解脱氢制丙烯的优点是可以提高丙烷的转化率，可以将二氧化碳资源化利用的同时得到燃气．

    分析 （1）反应焓变△H=反应物总键能-生成物总键能；
    （2）图象分析可知，丙烷的平衡转化率随温度升高增大，说明反应为吸热反应，△H＞0，一定温度下压强越大平衡逆向进行，丙烷转化率降低，P1＜P2，
    ①分析图象变化可知，一定温度下，丙烷转化率随压强增大减小，所以P1＜P2＜0.2MPa，故答案为：＜；
    ②B点在0.2Mpa及对应温度下，未达到平衡状态，若达到平衡状态需要增大丙烷的转化率；
    ③图中A点结合好像平衡三行计算得到物质的量，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，反应的平衡常数=$\frac{生成物平衡分压幂次方乘积}{反应物平衡分压幂次方乘积}$；
    ④提高丙烷转化率的措施是促进平衡正向进行，反应是吸热反应，升温平衡正向进行；
    （3）丙烷在脱氢生成丙烯时还会生成乙烯，结合原子守恒配平书写化学方程式；
    （4）①二氧化碳重整丙烷制取丙烯的反应，C3H8脱氢反应的平衡转化率随温度升高转化率增大，说明正反应为吸热反应；
    ②图表数据比较可知一定温度下，$\frac{n（C{O}_{2}）}{n（{C}_{3}{H}_{8}）}$=1：3时，C3H8脱氢反应的平衡转化率最大；
    ③二氧化碳重整法相对于丙烷直接裂解脱氢制丙烯的优点，丙烷转化率增大，生成的一氧化碳可以做燃料，资源充分利用．

    解答 解：（1）丙烷（C3H8）裂解制取丙烯，其原理为C3H8（g）?C3H6（g）+H2（g），△H=2×348KJ/mol+8×413KJ/mol-615KJ/mol-348KJ/mol-6×413KJ/mol--436KJ/mol=+123KJ/mol，
    故答案为：+123KJ/mol；
    （2）图象分析可知，丙烷的平衡转化率随温度升高增大，说明反应为吸热反应，△H＞0，一定温度下压强越大平衡逆向进行，丙烷转化率降低，P1＜P2，
    ①分析图象变化可知，一定温度下，丙烷转化率随压强增大减小，所以P1＜P2＜0.2MPa，故答案为：＜；
    ②B点在0.2Mpa及对应温度下，未达到平衡状态，若达到平衡状态需要增大丙烷的转化率，平衡正向进行，v（正）＞v（逆），故答案为：＞；
    ③图中A点丙烷转化率为0.2，结合化学平衡三行计算得到物质的量，设丙烷物质的量为1mol，
                             C3H8（g）?C3H6（g）+H2（g）
    起始量（mol）        1                0              0
    变化量（mol）       0.2               0.2             0.2
    平衡量（mol）       0.8                0.2            0.2
    用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，反应的平衡常数=$\frac{生成物平衡分压幂次方乘积}{反应物平衡分压幂次方乘积}$=$\frac{0.2MPa×\frac{0.2}{1.2}×0.2MPa×\frac{0.2}{1.2}}{0.2MPa×\frac{0.8}{1.2}}$=0.00833MPa=8.33KPa，
    故答案为：8.33KPa；
    ④C3H8（g）?C3H6（g）+H2（g），△H=+123KJ/mol，反应是吸热反应，提高丙烷转化率的措施是促进平衡正向进行，升温平衡正向进行，故答案为：升温；
    （3）丙烷在脱氢生成丙烯时还会生成乙烯，结合原子守恒配平书写化学方程式为：C3H8$\stackrel{催化剂}{→}$C2H4+CH4，
    故答案为：C3H8$\stackrel{催化剂}{→}$C2H4+CH4；
    （4）①图表数据分析得到，C3H8脱氢反应的平衡转化率随温度升高转化率增大，说明升温平衡正向进行，正反应为吸热反应，故答案为：吸热；
    ②图表数据比较可知一定温度下，$\frac{n（C{O}_{2}）}{n（{C}_{3}{H}_{8}）}$=1：3时，C3H8脱氢反应的平衡转化率最大，故答案为：1：3；
    ③二氧化碳重整法相对于丙烷直接裂解脱氢制丙烯的优点，丙烷转化率增大，生成的一氧化碳可以做燃料，资源充分利用，优点是可以提高丙烷的转化率，可以将二氧化碳资源化利用的同时得到燃气，故答案为：可以提高丙烷的转化率，可以将二氧化碳资源化利用的同时得到燃气．

    点评 本题考查了热化学方程式书写、化学反应速率、化学平衡、化学平衡常数的分析应用，注意题干信息的理解和图象变化、数据处理的分析判断，掌握基础是解题关键，题目难度中等．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    9．下列有关金属钠的说法正确的是（　　）
    A．钠在空气中燃烧生成氧化钠
    B．将钠投入滴有紫色石蕊试液的水中，水溶液变为红色
    C．将一小块钠放在CuSO4溶液中发生反应离子方程式：2Na+Cu2+═2Na++Cu
    D．将4.6gNa投入到95.4g水中，所得溶液中溶质的质量分数大于8.0%

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    3．烟气中含有SO2等大量有害物质，烟气除硫的方法有很多，其中石灰石法烟气除硫工艺的主要反应如下
    Ⅰ．CaCO3（s）?CO2（g）+CaO（s）△H=+178.2kJ/mol
    Ⅱ．SO2（g）+CaO（s）?CaSO3（s）△H=-402kJ/mol
    Ⅲ.2CaSO3（s）+O2（s）+4H2O（l）?2[CaSO4•2H2O]（s）△H=-234.2kJ/mol
    （1）试写出由石灰石、二氧化硫、氧气和水反应生成的石灰膏的热化学反应方程式2CaCO3（s）+2SO2（g）+O2（g）+4H2O（l）=2[CaSO4•2H2O]（s）+2CO2△H=-681.8kJ/mol
    （2）反应Ⅱ为烟气除硫的关键，取相同用量的反应物在3个不同的容器中进行反应
    A．容器保持恒温恒压  B．容器保持恒温恒容  C．容器保持恒容绝热，且初始时3个容器的容积和温度均相同，下列说法正确的是ad
    a．3个容器中SO2的平均转化率的大小顺序：aA＞aB＞aC
    b．当A容器内气体的平均摩尔质量不变时说明该反应处于化学平衡状态
    c．A，B两个容器达到平衡所用的时间tA＞tB
    d．当C容器内平衡常数不变时，说明该反应处于化学平衡状态
    （3）依据反应Ⅱ来除硫，将一定量的烟气压缩到一个20L的容器中，测得不同温度下容器内SO2的质量如下表：
     时间/min

    SO2质量/10-3g
    温度/℃    		 0 20 40 60 80 100 120
     T1 2100 1052 540 199 8.7 0.06 0.06
     T2 2100 869 242 x x x x
    ①在T1温度下，计算20-40min内SO2的反应速率2×10-5mol/（L．min）
    ②若其它条件都相同，则T1＜T2（填“＞”或“＜”“=”下同）：x＞0.06
    ③在T2温度下，若平衡后将容器的容积压缩为10L，则新平衡时SO2的浓度=原平衡时SO2的浓度（填“＞”“＜”或“=”），理由是该反应的平衡常数表达式为k=$\frac{1}{c（S{O}_{2}）}$，温度不变，平衡常数不变，所以浓度相等．．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    20．一定温度下，在三个容积均为2.0L的恒容密闭容器中发生反应：
    2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）
    各容器中起始物质的量与反应温度如下表所示，反应过程中甲、丙容器中CO2的物质的量随时间变化关系如图所示：
     容器 温度/℃ 起始物质的量/mol
     NO（g） CO（g）
     甲 T1 0.20 0.20
     乙 T1 0.30 0.30
     丙 T2 0.20 0.20
    下列说法正确的是（　　）
    A．该反应的正反应为吸热反应
    B．达到平衡时，乙中CO2的体积分数比甲中的小
    C．T1℃时，若起始时向甲中充入0.40molNO、0.40molCO、0.40molN2和0.40molCO2，则反应达到新平衡前v（正）＜v（逆）
    D．T2℃时，若起始时向丙中充入0.06molN2和0.12molCO2，则达平衡时N2的转化率大于40%

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    7．在当今社会，氮的氢化物和氧化物与我们的生活息息相关．
    （1）NO是一种污染物，工业上用NH3、O2脱除烟气中NO的原理如图所示，该原理中NO最终转化为N2（填化学式），V4+-O-H在反应过程中作催化剂．当消耗2molNH3和0.5molO2时，除去的NO在标准状况下的体积为44.8L．

    （2）N2H4是发射航天火箭的常用燃料，已知：N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H=-538kJ•mol-1．断开1mol下列化学键系数的能量分别为N-H：390kJ、N≡N：946kJ、O-H：460kJ、O=O：498kJ．则断开1molN-N需要吸收的能量是190kJ．
    （3）工业制硝酸时，会发生反应：4NH3（g）+5O2（g）$?_{加热}^{催化剂}$4NO（g）+6H2O（g）△H＜0．
    ①若其它条件不变，则下列图象不正确的是D（填字母）．

    ②在1L容积固定的密闭容器中充入NH3和O2发生该反应，部分物质的浓度随时间的变化如下表所示．
      c（NH3）/mol•L-1 c（O2）/mol•L-1 c（NO）mol•L-1
     0 1.2 1.75 0
     4min 0.4 0.75 0.8
     6min 0.4 0.75 0.8
     8min 0.6 1 0.6
     9min 0.6 1 0.6
     10min 1.05 1 1.05
     12min………
    0～4min内，用O2表示该反应的平均反应速率为0.25mol•L-1•min-1．反应6～8min时改变了反应条件，改变的反应条件可能是升高温度．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    17．能源危机当前是一个全球性问题，开源节流是应对能源危机的重要举措．
    （1）下列做法有助于“开源节流”的是acd（填序号）．
    a．大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
    b．大力开采煤、石油和天然气，以满足人们日益增长的能源需求
    c．开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料
    d．减少资源消耗，注重资源的重复使用、资源的循环再生
    （2）金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳，在氧气充足时充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示．

    ①在通常状况下，金刚石和石墨相比较，石墨（填“金刚石”或“石墨”）更稳定，石墨的燃烧热为393.5kJ•mol-1．
    ②12g石墨在一定量的空气中燃烧，生成气体36g，该过程放出的热量为252.0kJ．
    （3）已知：N2、O2分子中化学键的键能分别是946kJ•mol-1、497kJ•mol-1．
    N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180.0kJ•mol-1NO分子中化学键的键能为631.5kJ•mol-1．
    （4）综合上述有关信息，请写出用CO除去NO的热化学方程式：2NO（g）+2CO（g）═N2（g）+2CO2（g）△H=-746.0kJ•mol-1．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    4．已知常温下：KSP[Al（OH）3]=6.0×10-18，KSP[Fe（OH）3]=4.0×10-38，某溶液中除H+，OH-外，还有大量的Al3+，Fe3+，Cl-，且这三种离子的物质的量之比为1：1：7，下列有关该溶液判断不正确的是（　　）
    A．向溶液中滴加Na2CO3溶液，立即产生沉淀和气体
    B．若C（Cl-）=0.07mol/L，则溶液的PH为2
    C．往溶液中加入NaOH溶液，先生成的沉淀呈红褐色
    D．往溶液中通入NH3，直至溶液呈中性，此时溶液中C（NH4+）═C（Cl-）

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    1．在下列溶液中通入CO2气体至过量，原溶液最终出现浑浊状态的是（　　）
    A．澄清石灰水B．氢氧化钡溶液C．氯化钙溶液D．饱和碳酸钠溶液

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    2．下列实验操作中错误的是（　　）
    A．过滤时，玻璃棒的末端应轻轻靠在三层滤纸上
    B．蒸馏时，应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的支管口处
    C．分液时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出
    D．称氢氧化钠时，不能直接称量，要放在纸片上称量

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案