【題目】.為了探究一種固體化合物甲(僅含3種元素)的組成和性質(zhì),設(shè)計并完成如下實驗:(氣體體積已經(jīng)換算成標準狀況下的體積)

請回答:

1)寫出化合物甲的化學(xué)式________

2)寫出形成溶液C的化學(xué)方程式:_____________。

3)寫出氣體A通入溶液D中,發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式__________

.近年來化學(xué)家又研究開發(fā)出了用 H2CH3COOH 為原料合成乙醇(反應(yīng)Ⅰ),同時會發(fā)生副反應(yīng)Ⅱ。

反應(yīng)Ⅰ.CH3COOH(g)+2H2(g) CH3CH2OH(g) +H2O(g) H1

反應(yīng)Ⅱ. CH3COOH(g)+H2(g)CO(g)+CH4(g)+H2O(g) H20

已知:乙醇選擇性是轉(zhuǎn)化的乙酸中生成乙醇的百分比。請回答:

1)反應(yīng)Ⅰ一定條件下能自發(fā)進行,則△H1 ___0。(填

2)某實驗中控制 CH3COOH H2 初始投料比為 11.5,在相同壓強下,經(jīng)過相同反應(yīng)時間測得如下實驗數(shù)據(jù):

溫度(K

催化劑

乙酸的轉(zhuǎn)化率(%

乙醇選擇性(%

573

40

50

573

30

60

673

55

35

673

40

50

①有利于提高CH3COOH轉(zhuǎn)化為CH3 CH2OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有______。

A 使用催化劑甲 B 使用催化劑乙

C 降低反應(yīng)溫度 D 投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度

E 增大CH3COOHH2的初始投料比

673K甲催化劑作用下反應(yīng)Ⅰ已達平衡狀態(tài),測得乙酸的轉(zhuǎn)化率為50%,乙醇的選擇性40%,若此時容器體積為 1.0L,CH3COOH 初始加入量為2.0mol,則反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù) K= _____。

③表中實驗數(shù)據(jù)表明,在相同溫度下不同的催化劑對CH3COOH轉(zhuǎn)化成CH3CH2OH的選擇性有顯著的影響,其原因是_________________。

3)在圖中分別畫出I在催化劑甲和催化劑乙兩種情況下反應(yīng)過程-能量示意圖。_____

【答案】FeAl2S4(或Al2FeS4FeSAl2S3Al2S3FeS Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O 2Fe3+ +SO2 +2H2O=2Fe2++SO42—+4H+ CD 0.165/32 表中數(shù)據(jù)表明此時反應(yīng)未達到平衡,不同的催化劑對反應(yīng)Ⅰ的催化能力不同,因而在該時刻下對乙醇選擇性有影響。

【解析】

.固體甲在空氣中灼燒生成的氣體A能使品紅褪色,加熱后恢復(fù)紅色,說明氣體ASO2,且物質(zhì)的量為=0.04mol;固體乙用NaOH溶解后并過濾,固體丙用稀硫酸溶解后的溶液中滴加KSCN溶液變紅色,說明固體丙為Fe2O3,其物質(zhì)的量為=0.005mol;固體乙有部分固體能溶解于NaOH,質(zhì)量為1.82g-0.8g=1.02g,若為Al2O3,則其物質(zhì)的量為=0.01mol,此時固體甲中含有的三種元素的總質(zhì)量為0.04mol×32g/mol+0.005mol×2×56g/mol+0.01mol×2×27g/mol=2.38g,則固體乙為Fe2O3Al2O3的混合物;

.(1)H-TS0的反應(yīng)可自發(fā)進行;

(2)①結(jié)合平衡的移動因素分析,一般當平衡正向進行時,可提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率;

673K 時,在甲催化劑作用下反應(yīng)Ⅰ已達平衡狀態(tài),此時容器體積為 1.0L,若 CH3COOH 初始加入量為 2.0mol,結(jié)合三行計算列式得到平衡濃度,反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù) K=

③不同的催化劑催化效率不同;

(3)加入催化劑,可降低反應(yīng)的活化能,催化能力越強,活化能越低,但反應(yīng)熱不變。

. 固體甲在空氣中灼燒生成的氣體A能使品紅褪色,加熱后恢復(fù)紅色,說明氣體ASO2,且物質(zhì)的量為=0.04mol;固體乙用NaOH溶解后并過濾,固體丙用稀硫酸溶解后的溶液中滴加KSCN溶液變紅色,說明固體丙為Fe2O3,其物質(zhì)的量為=0.005mol;固體乙有部分固體能溶解于NaOH,質(zhì)量為1.82g-0.8g=1.02g,若為Al2O3,則其物質(zhì)的量為=0.01mol,此時固體甲中含有的三種元素的總質(zhì)量為0.04mol×32g/mol+0.005mol×2×56g/mol+0.01mol×2×27g/mol=2.38g,則固體乙為Fe2O3Al2O3的混合物;

(1)由分析知化合物甲的組成元素是Fe、AlS,三者的物質(zhì)的量之比為0.01mol0.02mol0.04mol=1:2:4,則化合物甲的化學(xué)式為FeAl2S4

(2)氧化鋁溶于NaOH溶液生成偏鋁酸鈉,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;

(3)氣體ASO2氣體,溶液D含有Fe3+,通入SO2后發(fā)生氧化還原反應(yīng),所得溶液中生成Fe2+SO42-,發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式2Fe3+ +SO2 +2H2O=2Fe2++SO42—+4H+;

.(1)Ⅰ.CH3COOH(g)+2H2(g)═CH3CH2OH(g)+H2O(g)H1,反應(yīng)S0,滿足H-TS0,則H10;

(2)①已知CH3COOH(g)+2H2(g) CH3CH2OH(g) +H2O(g) H10;

A.使用催化劑甲不影響平衡的移動,無法提高CH3COOH轉(zhuǎn)化為CH3 CH2OH平衡轉(zhuǎn)化率,故A錯誤;

B.使用催化劑乙不影響平衡的移動,無法提高CH3COOH轉(zhuǎn)化為CH3 CH2OH平衡轉(zhuǎn)化率,故B錯誤;

C.降低反應(yīng)溫度平衡正向移動,可提高CH3COOH轉(zhuǎn)化為CH3 CH2OH平衡轉(zhuǎn)化率,故C正確;

D.投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度,相當于增大壓強,平衡向正反應(yīng)移動,可提高CH3COOH轉(zhuǎn)化為CH3 CH2OH平衡轉(zhuǎn)化率,故D正確;

E.增大CH3COOHH2的初始投料比,即相當于增大CH3COOH的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動,可提高H2的轉(zhuǎn)化率,但CH3COOH轉(zhuǎn)化為CH3 CH2OH平衡轉(zhuǎn)化率降低,故E錯誤;

故答案為CD;

②控制 CH3COOH H2 初始投料比為 11.5673K 時,在甲催化劑作用下反應(yīng)Ⅰ已達平衡狀態(tài),乙酸轉(zhuǎn)化率50%,此時容器體積為 1.0L,若 CH3COOH 初始加入量為 2.0mol,乙醇的選擇性為0%,則反應(yīng)Ⅰ中:

CH3COOH(g)+2H2(g)═CH3CH2OH(g)+H2O(g)

起始量(mol/L)2 3 0 0

變化量(mol/L)2×50%=1 2 1×0.4 1×0.4

平衡量(mol/L) 1 1 0.4 0.4

反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù) K==0.16

③表中實驗數(shù)據(jù)表明,此時反應(yīng)未達到平衡,不同的催化劑對反應(yīng)Ⅰ的催化能力不同,因而在該時刻下對CH3COOH轉(zhuǎn)化成CH3CH2OH的選擇性有顯著的影響;

(3)從表中數(shù)據(jù)分析,在催化劑乙的作用下,乙醇的選擇性更大,說明催化劑乙對反應(yīng)Ⅰ催化效果更好,催化劑能降低反應(yīng)的活化能,說明使用催化劑乙的反應(yīng)過程中活化能更低,故圖為。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】用如右圖所示實驗裝置(夾持儀器已略去)探究銅絲與過量濃硫酸的反應(yīng)。下列實驗不合理的是( )

A. 上下移動中銅絲可控制SO2的量

B. 中選用品紅溶液驗證SO2的生成

C. 中選用NaOH溶液吸收多余的SO2

D. 為確認CuSO4生成,向中加水,觀察顏色

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】莽草酸可用于合成藥物達菲,莽草酸的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列關(guān)于莽草酸的說法正確的是( )

A.分子式為B.分子中含有2種官能團

C.可發(fā)生加成反應(yīng)和取代反應(yīng)D.1mol莽草酸與足量的Na反應(yīng),標況下生成33.6LH2

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】海洋是一個遠未完全開發(fā)的巨大化學(xué)資源寶庫。

(1)無需經(jīng)過化學(xué)變化就能從海水中獲得的物質(zhì)是________(填序號)

A 氯氣 B 淡水 C燒堿 D 食鹽

(2)從海水制得的粗鹽中含有較多的Mg2+、Ca2+、SO 等,要除去這些離子,下列加入藥品順序正確的是________(填序號)

A NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液B BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液

C NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液D Na2CO3溶液 →NaOH溶液→ BaCl2溶液

(3)從海水中得到溴的過程如下:

①寫出由苦鹵變成含溴海水的離子方程式________

②寫出④發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________

③某化學(xué)小組的同學(xué)為了了解從工業(yè)溴中提純溴的方法查閱了有關(guān)資料:Br2的沸點為59 ,微溶于水,有毒性和強腐蝕性。他們參觀生產(chǎn)過程后設(shè)計了如圖所示實驗裝置

圖中儀器B冷卻水的出口為______(”),D裝置的作用是__________,反應(yīng)的離子方程式為__________,整套實驗裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管其原因是__________。

(4)已知某溶液中Cl-、Br-I-的物質(zhì)的量之比為234,現(xiàn)欲使溶液中的Cl-、Br-、I-的物質(zhì)的量之比為變?yōu)?/span>432,那么通入Cl2的物質(zhì)的量是原溶液中I-的物質(zhì)的量的__________

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】汽車排放的尾氣為大氣污染物之一,目前,可利用以下化學(xué)原理處理汽車尾氣:2NO+2CO2CO2+N2。

(1)寫出CO2的結(jié)構(gòu)式____________。

(2)一定條件下,在容積固定的容器中進行上述反應(yīng),CO濃度與時間關(guān)系如圖所示:

則反應(yīng)速率v(a)、v(b)、v(c)的大小關(guān)系是_______

(3)為研究如何提高該轉(zhuǎn)化過程反應(yīng)速率,某課題組進行了以下實驗探究。

(資料查閱)A.不同的催化劑對同一反應(yīng)的催化效率不同;

B.使用等質(zhì)量相同的催化劑時,催化劑的比表面積對催化效率有影響。

(實驗設(shè)計)課題組為探究某些外界條件對汽車尾氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率的影響規(guī)律,設(shè)計了以下對比實驗:

實驗編號

實驗?zāi)康?/span>

T/

NO初始濃度/(mol/L)

CO初始濃度/(mol/L)

同種催化劑的比表面積/(m2/g)

c(CO)不變時所用的時間/min

參照實驗

280

6.50×10-5

4.00×10-3

80

t

280

6.50×10-3

4.00×10-3

120

0.5t

360

6.50×10-3

4.00×10-3

80

0.2t

(結(jié)論)

實驗編號Ⅱ的實驗?zāi)康臑?/span>______________。

課題中探究外界條件對汽車尾氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率的影響的另一因素是_______, ______反應(yīng)速率將_______(增大”“減小無影響”)。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】X、Y、Z、W為四種短周期主族元素,X、Y在周期表中的相對位置如圖所示,Xn、Yn+、Z+具有相同的電子層結(jié)構(gòu),W的最內(nèi)層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之和等于次外層電子數(shù)。下列說法正確的是

A. 原子半徑:r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)

B. X形成的氧化物的種類最多為4

C. 最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性:Z<Y

D. Y、Z、W對應(yīng)的最高價氧化物的水化物之間能夠兩兩相互反應(yīng)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性,科學(xué)家近期利用三維多孔海綿狀Zn3DZn)可以高效沉積ZnO的特點,設(shè)計了采用強堿性電解質(zhì)的3DZn—NiOOH二次電池,結(jié)構(gòu)如圖所示。電池反應(yīng)為Zn+2NiOOH+H2OZnO+2Ni(OH)2。下列說法錯誤的是(

A.放電過程中OH-通過隔膜從正極區(qū)移向負極區(qū)

B.充電時陰極反應(yīng)為Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O

C.放電時負極反應(yīng)為Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O

D.三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積,所沉積的ZnO分散度高

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列各選項能說明分子式為C4H6的烴是HCC-CH2-CH3,而不是CH2=CH-CH=CH2的事實是( )

A. 燃燒時有黑煙

B. 能使KMnO4酸性溶液褪色

C. 所有原子都在同一平面上

D. 與足量溴水反應(yīng),生成物中只有2個碳原子上有溴原子

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】央視曝光了雙匯在食品生產(chǎn)中使用“瘦肉精”豬肉,一時間,市場嘩然。瘦肉精的結(jié)構(gòu)簡式如圖:

下列有關(guān)說法錯誤的是(   )

A. 該有機物的分子式為C12H18N2Cl2O

B. 該有機物的核磁共振氫譜圖中有6個吸收峰

C. 該有機物能發(fā)生加成反應(yīng)、取代反應(yīng)、氧化反應(yīng)和酯化反應(yīng)

D. 該有機物能溶于水,且水溶液顯堿性

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案