【題目】(一)乙炔是一種重要的化工原料,最新研制出的由裂解氣(H2、CH4、C2H4)與煤粉在催化劑條件下制乙炔,該生產(chǎn)過(guò)程是目前清潔高效的煤化工過(guò)程。已知:發(fā)生的部分反應(yīng)如下(在25℃、 101 kPa時(shí)),CH4、C2H4 在高溫條件還會(huì)分解生成炭與氫氣:

①C (s) +2H2(g)CH4(g) △H1=-74.85kJmol-1

②2CH4(g)C2H4(g) +2H2(g) △H2=340.93kJmol-1

③C2H4(g)C2H2(g) +H2(g) △H3=35.50kJmol-1

請(qǐng)回答:

(1)依據(jù)上述反應(yīng), 請(qǐng)寫(xiě)出 C 與 H2化合生成 C2H2 的熱化學(xué)方程式:______________。

(2)若以乙烯和氫氣的混合氣體以一定流速通過(guò)填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑),出口氣中含有乙烯、乙炔、氫氣等。圖1 為乙炔產(chǎn)率與進(jìn)料氣中 n(氫氣)/n(乙烯)的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì),其降低的原因是______________。

(3)圖 2 為上述諸反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各氣體體積分?jǐn)?shù)和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線。

①乙炔體積分?jǐn)?shù)在1530℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是_______________;1530℃之后,乙炔體積分?jǐn)?shù)增加不明顯的主要原因可能是_______________。

②在體積為1L的密閉容器中反應(yīng),1530℃時(shí)測(cè)得氣體的總物質(zhì)的量為1.000 mol,則反應(yīng)C2H4(g)C2H2(g) +H2(g) 的平衡常數(shù) K=_______________。

③請(qǐng)?jiān)趫D3中繪制乙烯的體積分?jǐn)?shù)和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線__________。

(二)當(dāng)今,人們正在研究有機(jī)鋰電解質(zhì)體系的鋰-空氣電池,它是一種環(huán)境友好的蓄電池。放電時(shí)電池的總反應(yīng)為:4Li+O2===2Li2O。在充電時(shí),陽(yáng)極區(qū)發(fā)生的過(guò)程比較復(fù)雜,目前普遍認(rèn)可的是按兩步進(jìn)行,請(qǐng)補(bǔ)充完整。電極反應(yīng)式: ________________________和 Li2O2-2e-=2Li+O2。

【答案】 2C(s) +H2(g)C2H2(g) △H1=226.73kJmol—1 一開(kāi)始充入氫氣是為活化催化劑,故稍增大氫氣的量能讓乙炔產(chǎn)率增大,原料中過(guò)量 H2 會(huì)使反應(yīng)③平衡逆向移動(dòng),所以乙炔產(chǎn)率下降; 1530℃前升高溫度,反應(yīng)②③平衡正向移動(dòng),乙炔更多 高溫則有更多的甲烷與乙烯裂解生成碳導(dǎo)致乙炔體積分?jǐn)?shù)增加不大 9(1.000-0.0840-0.8240-0.8240=0.008,按照加減法有效數(shù)字原則)或8.652 注意:起點(diǎn)溫度要低于乙炔的起點(diǎn); 最高點(diǎn)的相應(yīng)溫度低于 1530℃,1530k交點(diǎn)乙烯的體積分?jǐn)?shù)不要超過(guò)為0.01 2Li2O-2 e-==2Li+Li2O2

【解析】(一)(1)根據(jù)蓋斯定律:①×2+②+③整理得2C(s) +H2(g)C2H2(g) △H1=226.73kJmol—1;正確答案:2C(s) +H2(g)C2H2(g) △H1=226.73kJmol—1。

(2)根據(jù)題給信息,結(jié)合圖像分析可知:剛開(kāi)始充入氫氣是為活化催化劑,故稍增大氫氣的量能讓乙炔產(chǎn)率增大,原料中過(guò)量 H2 會(huì)使反應(yīng)③平衡逆向移動(dòng),所以乙炔產(chǎn)率下降;正確答案:一開(kāi)始充入氫氣是為活化催化劑,故稍增大氫氣的量能讓乙炔產(chǎn)率增大,原料中過(guò)量 H2 會(huì)使反應(yīng)③平衡逆向移動(dòng),所以乙炔產(chǎn)率下降。

(3)①上述三個(gè)反應(yīng)中,只有②③兩個(gè)反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡右移,有利于乙炔的生成;但是溫度太高,針對(duì)于①反應(yīng)來(lái)說(shuō),平衡左移,有更多的甲烷分解為碳,甲烷的量較少,導(dǎo)致②③兩個(gè)反應(yīng)均向左移動(dòng),乙炔氣體的體積分?jǐn)?shù)增加不大;正確答案:1530℃前升高溫度,反應(yīng)②③平衡正向移動(dòng),乙炔更多高溫則有更多的甲烷與乙烯裂解生成碳導(dǎo)致乙炔體積分?jǐn)?shù)增加不大。

②體積為1L的密閉容器,1530℃時(shí)測(cè)得氣體的總物質(zhì)的量為1.000 mol,根據(jù)圖像2可知,c(H2)=0.824mol/L, c(C2H2)=0.0840 mol/L, c(CH4)= 0.0840 mol/L, c(C2H4)=1-0.824-0.0840-0.0840=0.008 mol/L;C2H4(g)C2H2(g) +H2(g) 的平衡常數(shù) K= c(C2H2)×c(H2)/ c(C2H4)= (0.0840×0.824)/ 0.008=8.652;正確答案:8.652。

③根據(jù)題給信息可知,①②兩個(gè)反應(yīng)都產(chǎn)生乙烯氣體,所以剛開(kāi)始乙烯的體積分?jǐn)?shù)增大,隨著C2H4(g)C2H2(g) +H2(g) △H3=35.50kJmol-1發(fā)生,升高溫度,平衡右移,乙烯的體積分?jǐn)?shù)在減少,乙炔的體積分?jǐn)?shù)在增大,最終達(dá)到平衡狀態(tài);乙烯的體積分?jǐn)?shù)和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線如下:

說(shuō)明:起點(diǎn)溫度要低于乙炔的起點(diǎn); 最高點(diǎn)的相應(yīng)溫度低于 1530℃,1530k交點(diǎn)乙烯的體積分?jǐn)?shù)不要超過(guò)為0.01。

(二) 充電時(shí),陽(yáng)極區(qū)發(fā)生氧化反應(yīng),總反應(yīng)為2Li2O-4 e-= O2+4 Li;陽(yáng)極區(qū)發(fā)生反應(yīng)按兩步進(jìn)行,用總反應(yīng)減去Li2O2-2e-=2Li+O2就可得到第一個(gè)反應(yīng)為2Li2O-2 e-==2Li+Li2O2;正確答案:2Li2O-2 e-==2Li+Li2O2。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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1平衡a__________平衡;平衡b________平衡。(”)

2KHS溶液中加入氫氧化鈉固體時(shí),c(S2-)________(”“ 減小,下同);向KHS溶被中通入HCl時(shí),c(HS-)______________。

3KHS溶液中加入硫酸銅溶被時(shí),有黑色沉淀(CuS)產(chǎn)生,則平衡a_________(正向” “逆向,下)移動(dòng),b___________動(dòng)。

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已知:①2RCHO+O22RCOOH;

②R-CH=CH-OH烯醇式的結(jié)構(gòu)不能穩(wěn)定存在。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)A的電子式為______。

(2)B、D分子中的官能團(tuán)名稱分別是____________。

(3)C和B反應(yīng)生成D的化學(xué)方程式為___________,該反應(yīng)的類型為_____________

(4)E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_________。

(5)結(jié)合題意,寫(xiě)出E可能的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式__________。

(6)F和C反應(yīng)生成G的化學(xué)方程式為_________。

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【題目】已知元素的原子序數(shù),可以推知原子的:①質(zhì)子數(shù);②核電荷數(shù);③核外電子數(shù);④粒子所帶的電荷數(shù)。其中正確的是(  )

A.①③B.②③

C.①②③D.②③④

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【題目】工業(yè)上用鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石為原料來(lái)冶煉鐵。

(1)請(qǐng)寫(xiě)出用磁鐵礦在高溫下冶煉鐵的化學(xué)方程式___________。請(qǐng)你用化學(xué)方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)上述反應(yīng)得到的固體產(chǎn)物中含有鐵粉___________。

(2)小明同學(xué)將用冶煉所得的鐵粉按下圖裝置來(lái)制備 Fe(OH)2,實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)應(yīng)先_______活塞a,___________活塞 b(填“打開(kāi)”或“關(guān)閉”)

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B. 對(duì)于2HI(g)H2(g)+I2(g),達(dá)平衡后縮小體積可使體系顏色變深,此事實(shí)能用勒夏特列原理解釋

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D. 一定條件下2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H1 ,2SO2(g)+O2(g) 2SO3(l) H2 H1H2

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列有關(guān)13C、15N的敘述正確的是( )

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C.15N的核外電子數(shù)與中子數(shù)相同D.15N14N核外電子排布相同

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