【題目】生產醫(yī)用防護口罩的原料聚丙烯纖維屬于有機高分子材料,其單體為丙烯。丙烯除了合成聚丙烯外,還廣泛用于制備1,2—二氯丙烷、丙烯醛、丙烯酸等。請回答下列問題:
Ⅰ.工業(yè)上用丙烯加成法制備1,2—二氯丙烷,主要副產物為3—氯丙烯,反應原理為:
①
②
(1)已知的活化能
(逆)為
,則該反應的
(正)活化能為_____
。
(2)一定溫度下,向恒容密閉容器中充入等物質的量的和
,在催化劑作用下發(fā)生反應①②,容器內氣體的壓強隨時間的變化如下表所示。
時間/min | 0 | 60 | 120 | 180 | 240 | 300 | 360 |
壓強/kPa | 80 | 74.2 | 69.4 | 65.2 | 61.6 | 57.6 | 57.6 |
用單位時間內氣體分壓的變化來表示反應速率,即,則反應①前180min內平均反應速率
____
(保留小數(shù)點后2位)。
Ⅱ.丙烯的制備方法
方法一:丙烷無氧脫氫法制備丙烯反應如下:
(3)①某溫度下,在剛性容器中充入,起始壓強為10kPa,平衡時總壓為14kPa,
的平衡轉化率為______。該反應的平衡常數(shù)
______kPa(保留小數(shù)點后2位)。
②總壓分別為100kPa、10kPa時發(fā)生該反應,平衡體系中和
的物質的量分數(shù)隨溫度變化關系如圖所示:
10kPa時,和
的物質的量分數(shù)隨溫度變化關系的曲線分別是_____、______。
方法二:丙烷氧化脫氫法制備丙烯還生成、
等副產物,制備丙烯的反應如下:
。在催化劑作用下
的轉化率和
的產率隨溫度變化關系如圖所示。
(4)①圖中的轉化率隨溫度升高而上升的原因是_________。
②575℃時,的選擇性為___。(
的選擇性=
)
③基于上述研究結果,能提高選擇性的措施是______。
【答案】132 0.08 40% 2.67 Z Y 溫度升高,反應速率增大(或溫度升高,催化劑的活性增大) 50% 選擇相對較低的溫度(或選擇更合適的催化劑)
【解析】
(1)反應可由反應①-②得到,故該反應的
=
=(-134+102)kJ/mol=-32 kJ/mol,所以
(正)-
(逆)=-32 kJ/mol,
(正)=132 kJ/mol;
(2)由于反應②前后系數(shù)之和相等,故壓強的變化均由反應①造成,180min時壓強變化為80-65.2=14.8kPa,所以
;
(3)①設丙烷壓強的變化為,同溫同容下壓強之比等于物質的量之比,由題意可得
反應后壓強為,解得
,C3H8的轉化率為
,
;
②正反應吸熱,升高溫度,平衡正向移動,C3H8的物質的量分數(shù)減小,C3H6的物質的量分數(shù)增大;根據(jù)方程式,該反應為氣體體積增大的反應,增大壓強,C3H8 和C3H6的物質的量分數(shù)都增大,因此表示10kPa時,C3H8的物質的量分數(shù)隨溫度變化關系的曲線是Z,表示10kPa時C3H6的物質的量分數(shù)隨溫度變化關系的曲線是Y;
(4)①溫度升高,反應速率加快,同時溫度升高,催化劑的活性增大,因此C3H8的轉化率隨溫度升高而上升;
②由圖可知,575 ℃時, C3H8的轉化率為34% ,C3H6的產率為17%,即參加反應的C3H8為34%,生成的C3H6為17% ,故C3H6的選擇性為;
③由圖可知.溫度低時C3H6的選擇性高,故能提高C3H6選擇性的措施是選擇相對較低的溫度,或者是尋找選擇性更高的催化劑;
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列圖示與對應的敘述不相符的是
A. 圖甲表示等量NO2在容積相同的恒容密閉容器中,不同溫度下分別發(fā)生反應:2NO2(g)N2O4(g),相同時間后測得NO2含量的曲線,則該反應的ΔH<0
B. 圖乙表示的反應是吸熱反應,該圖表明催化劑不能改變化學反應的焓變
C. 圖丙表示壓強對可逆反應2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)的影響,則P乙>P甲
D. 圖丁表示反應:4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) ΔH<0,在其他條件不變的情況下,改變起始物CO的物質的量對此反應平衡的影響,則有T1>T2,平衡常數(shù)K1>K2
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在一定溫度下,向一個2 L的真空密閉容器中(預先裝入催化劑)通入1 mol N2和3 mol H2,經(jīng)過一段時間后,測得容器內壓強是起始時的0.9倍。在此時間段內H2的平均反應速率為0.1 mol·L-1·min-1,則經(jīng)過時間為( )
A. 2 minB. 3 minC. 4 minD. 5 min
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】炭黑是霧霾中的重要顆粒物之一,研究發(fā)現(xiàn)它可以活化氧分子生成活化氧,活化氧可以快速氧化二氧化硫。活化過程的能量變化模擬計算結果如圖所示,下列說法錯誤的是
A.炭黑顆粒是大氣中二氧化硫轉化為三氧化硫的催化劑
B.氧分子的活化包括O-O鍵的斷裂與C-O鍵的生成
C.水可使氧分子活化反應的活化能降低0.42 eV
D.每活化一個氧分子放出0.29 eV的能量
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【題目】某有機物的分子式為C6H6,人們認為它是一種不飽和烴。
(1)若該烴分子中含有碳碳三鍵且無雙鍵、無支鏈的鏈烴,其結構共有__種。
(2)1866年凱庫勒提出了苯的單、雙鍵交替的正六邊形平面結構,解釋了苯的部分性質,但還有一些問題尚未解決,它不能解釋下列事實_(填寫序號)。
①苯不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色 ②苯能與氫氣發(fā)生加成反應
③溴苯?jīng)]有同分異構體 ④鄰二溴苯只有一種
(3)苯分子的空間構型為__;現(xiàn)代化學認為苯分子碳碳之間的鍵是__。
(4)苯不能使溴水褪色,性質類似烷烴,寫出苯的硝化反應的化學方程式__。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某混合氣體由一種氣態(tài)烷烴和一種氣態(tài)烯烴(含一個雙鍵)組成,在同溫同壓下,混合氣體對氫氣的相對密度13,在標準狀況下,將56L混合氣體通入足量的溴水中,溴水的質量增重35g。
(1)計算確定混合氣體中烴的化學式_____。
(2)混合氣體中兩種烴的物質的量之比_____。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】利用煤化工所得的苯可合成甲苯、乙苯、環(huán)己烷,其反應如下:
①+CH3Cl
(甲苯)+HCl
②CH2===CH2+(乙苯)
③+3H2
下列說法正確的是( )
A.反應①、②、③均屬于加成反應
B.溴水中加入苯,二者可發(fā)生取代反應
C.乙苯中所有碳原子一定在同一平面上
D.能用溴水判斷反應②所得的乙苯中是否混有乙烯
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】海水結冰形成海冰,海冰中部分鹽分被包裹在冰晶中,形成如下圖所示的含“鹽泡”(設1個鹽泡中含1個NaCl單元)的海冰。測得某海冰內層中NaCl的濃度為10-4mol·L-1,已知該層海冰的密度為0.9g·cm-3。下列說法錯誤的是( )
A.“鹽泡”內的鈉、氯以離子的形式存在
B.海冰密度越大,則海冰中的“鹽泡”越少
C.海冰中形成的氫鍵比例比海水中的大
D.該海冰中“鹽泡”與H2O的個數(shù)比約為1:(5105)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】利用煤化工所得的苯可合成甲苯、乙苯、環(huán)己烷,其反應如下:
①+CH3Cl
(甲苯)+HCl
②CH2=CH2+(乙苯)
③+3H2
下列說法正確的是( )
A.反應①、②、③均屬于加成反應
B.溴水中加入苯,二者可發(fā)生取代反應
C.乙苯中所有碳原子一定在同一平面上
D.能用溴水判斷反應②所得的乙苯中是否混有乙烯
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