1、- 1 -山西省临汾第一中学 2018-2019 学年高二 10 月月考化学试题1.下列叙述中正确的是A. 液溴应保存于带磨口玻璃塞的广口试剂瓶中,并加水“水封”以减少挥发B. 向 Ca(ClO)2溶液通入少量 CO2,溶液变浑浊,再加入品红溶液,红色褪去C. 滴加稀 NaOH 溶液,将湿润红色石蕊试纸置于试管口,试纸不变蓝,则原溶液中无 NH4D. 配制溶液时,仰视容量瓶刻度线定容会使溶液浓度偏高【答案】B【解析】【分析】A溴易挥发,加水“水封”减少挥发,液体保存在细口瓶;BCa(ClO) 2溶液通入 CO2,发生反应生成 HClO 和碳酸钙;C稀 NaOH 溶液,与铵根离子反应生成一水合氨
2、;D仰视容量瓶刻度线定容,得到溶液的体积偏大。【详解】A液溴应保存于带磨口玻璃塞的细口瓶试剂瓶中,并加水“水封”以减少其易挥发,故 A 错误;B向 Ca(ClO) 2溶液通入 CO2生成 HClO 和碳酸钙,溶液变浑浊,加入品红溶液,HClO 具有漂白性,红色褪去,故 B 正确;C稀 NaOH 溶液与铵根离子反应生成一水合氨,如滴加稀 NaOH 溶液,将湿润红色石蕊试纸置于试管口,试纸不变蓝,不能确定原溶液中是否含 NH4 ,故 C 错误;D仰视容量瓶刻度线定容,配得溶液的体积偏大,由 c=n/V 可知,浓度偏小,故 D 错误;故选 B。2.设 NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是标
3、准状况下,含 NA个氩原子的氩气体积约为 22.4 L 34 g H 2O2中含有的阴离子数为 NA 常温常压下,21 g 氧气和 27 g 臭氧中含有的氧原子总数为 3NA 在 Fe 参与的反应中,1 mol Fe 失去的电子数为 3NA 标准状况下,11.2 L 的 Cl2溶于水,转移的电子总数为 0.5NA - 2 -在 O2参与的反应中,1 mol O 2作氧化剂时得到的电子数一定是 4NA 标准状况下,22.4 L CCl 4中所含有的分子数为 NAA. B. C. D. 【答案】C【解析】【分析】氩气为单原子单质;H 2O2是共价化合物,无阴离子;氧气和臭氧分子均由氧原子构成;铁有
4、+2 价和+3 价;标准状况下,11.2LCl 2的物质的量为 0.5mol,但和水的反应为可逆反应;在 O2参与的反应中,氧元素可能变为-1 价或-2 价;标准状况下,CCl 4为液态【详解】氩气为单原子分子,故含 NA个氩原子的氩气的物质的量为 1mol,在标况下的体积为 22.4L,故正确;H 2O2是共价化合物,分子中无阴离子,故错误;氧气和臭氧分子均由氧原子构成,故 21g 氧气和 27g 臭氧的混合物即 48g 混合物中含氧原子的物质的量为 3mol,氧原子个数为 3NA个,故正确;铁有+2 价和+3 价,故 1mol 铁参与反应后失去的电子数可能为 2NA个,也可能为 3NA个,
5、故错误;标准状况下,11.2LCl 2的物质的量为 0.5mol,但和水的反应为可逆反应,转移的电子数小于 0.5NA个,故错误;在 O2参与的反应中,氧元素可能变为-1 价或-2 价,故 1mol 氧气转移的电子数可能为 2NA个,也可能为 4NA个,故错误;标准状况下,CCl 4为液态,不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量和分子数,故错误。故选 C。【点睛】本题考查了阿伏伽德罗常数的有关计算,解题关键:熟练掌握公式的使用和物质的结构,易错点标准状况下,11.2LCl 2的物质的量为 0.5mol,但和水的反应为可逆反应,反应不完全。- 3 -3.下列说法正确的是A. 芳香烃和卤代烃都属于烃
6、B. 活性炭、SO 2和 HClO 都具有漂白作用,且漂白原理相同C. 蔗糖、硫酸钡和水分别属于非电解质、强电解质和弱电解质D. 太阳能热水器,核能发电,风能发电和天然气动力汽车都属于新能源的开发利用【答案】C【解析】【分析】A、卤代烃属于烃的衍生物;B、漂白原理与强氧化性、化合反应、吸附性等有关C、蔗糖在熔融时和溶液中都不导电,硫酸钡在溶液中完全电离,水能部分电离;D、根据能源的种类进行分析,新能源是指无污染、可以持续利用的能源,包括太阳能、风能、核能、地热能、潮汐能等【详解】A、卤代烃属于烃的衍生物,故 A 错误;B、SO 2和 HClO 都具有漂白作用,但漂白原理不同,二氧化硫属于结合型
7、漂白,次氯酸属于氧化性漂白,故 B 错误。C、蔗糖在熔融时和溶液中都不导电属于非电解质,硫酸钡在溶液中完全电离属于强电解质,水能部分电离属于弱电解质,故 C 正确;D、石油、煤、天然气属于化石燃料,不属于新能源,故 D 错误。故选 C。【点睛】易错点 D,要掌握能源的分类方法方面的知识,新能源是指无污染、可以持续利用的能源。4.“纳米材料”是粒子直径为几纳米至几十纳米的材料,纳米碳就是其中一种。若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中,所形成的物质是胶体 是溶液 能产生丁达尔效应 不能透过滤纸 能透过滤纸 能透过半透膜A. B. C. D. 【答案】A【解析】- 4 -试题分析:“纳米材料”是粒子直径为
8、 1100nm 的材料,纳米碳就是其中的一种属于胶体分散质微粒直径的大小,若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中形成分散系是胶体,具有丁达尔现象,能透过滤纸,不能透过半透膜,正确,答案选 A。考点:考查胶体分散系的本质特征,胶体性质的应用5.下列离子方程式书写正确的是A. AlCl3溶液与过量的浓氨水:Al 3+4NH3H2O=AlO2-+4NH4+2H2OB. 向 Ca(ClO)2溶液通入过量的 CO2:Ca 2+2ClO-+CO2+H2O=CaCO3+2HClOC. FeSO4酸性溶液暴露在空气中:4Fe 2 +O2+4H 4 Fe 3 +2H2OD. CuSO4溶液与少量的 Ba(OH)2溶液:
9、Ba 2+SO42 BaSO 4【答案】C【解析】试题分析:AAlCl 3溶液与过量的浓氨水生成氯化铵和氢氧化铝:Al 3+ + 3NH3H2O = Al(OH) 3 + 3NH4+,A 错误;B向 Ca(ClO) 2溶液中通入过量的 CO2,离子方程式为:ClO-+CO2+H2OHClO+HCO 3-,B 错误;CFeSO4 酸性溶液暴露在空气中,被氧气氧化为硫酸铁,离子方程式为 4Fe2 O 24H 4Fe 3 2H 2O,C 正确;DCuSO 4溶液与少量的 Ba(OH) 2溶液反应的离子方程式为 Cu2+2OH-+Ba2+SO42-BaSO 4+Cu(OH) 2,D 错误,答案选 C。
10、考点:考查离子方程式判断6.下列说法正确的是A. 已知 NaOH(aq)+HCl(aq) = NaCl(aq)+H2O(l) H = - 57.3 kJ/mol ,则含有 40.0g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出小于 57.3kJ 的热量。B. 已知 2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) H=akJ/mol,2C(s)+2O 2(g)=2CO (g) H =b kJ/mol,则ab。C. 取 50mL 0.55mol/LNaOH(aq)和 50mL 0.50mol/L HCl(aq)进行中和热的测定实验,用温度计测定 HCl(aq)起始温度后,直接测定 NaOH(aq)的温度,会
11、使中和热 H 偏小D. 已知 P(白磷,s)=P(红磷,s) Hz,反应向正反应方向移动,C 的体积分数增大,因为是压缩容积的体积,则 B 的物质的量浓度增大,故选项 A 正确。考点:考查勒夏特列原理等知识。11.温度为 T0时,在一容积固定的密闭容器中发生反应 X(g)+Y(g)Z(g)(未配平),4 min 时达平衡,各物质浓度随时间变化的关系如图 a 所示。其他条件相同,温度分别为 T1、T 2时发生反应,Z 的浓度随时间变化的关系如图 b 所示。下列叙述正确的是A. 发生反应时,各物质的反应速率大小关系为 v(X)v(Y)2v(Z)- 8 -B. 图 a 中反应达到平衡时,Y 的转化率
12、为 37.5%C. T0时,该反应的平衡常数为 33.3D. 该反应正反应的反应热 HS,故 D 正确;故选 B。【点睛】以元素推断为载体考查结构与位置关系、半径比较、晶体类型与化学键、原电池、化学计算、化学平衡移动、非金属性比较等,解题关键:推断元素。易错点 B,NH 4NO3是全由非金属元素组成的离子化合物。17.通过图像分析影响化学平衡移动的因素,某温度下,在密闭容器中 SO2、O 2、SO 3三种气态物质建立化学平衡后,改变条件对反应 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H0 的正、逆反应速率- 12 -的影响如图所示:加催化剂对反应速率影响的图像是_(填字母,下同),平衡_移
13、动。升高温度对反应速率影响的图像是_,平衡向_方向(填“正反应”或“逆反应” ,下同)移动。增大反应容器体积对反应速率影响的图像是_,平衡向_方向移动。增大 O2的浓度对反应速率影响的图像是_,平衡向_方向移动。上述到中的外界条件,使得单位体积内活化分子百分数增大的是_(填序号)。【答案】 (1). C (2). 不 (3). A (4). 逆反应 (5). D (6). 逆反应 (7). B (8). 正反应 (9). 【解析】【分析】加入催化剂,正逆反应速率同时增大,且增大幅度相同,催化剂不影响化学平衡;该反应为放热反应,升高温度,正逆反应速率都增大,由于平衡向着逆向移动,逆反应速率增大幅
14、度大于正反应速率;增大反应容器体积,减小了压强,正逆反应速率都减小,平衡向着体积增大的逆反应方向移动;增大反应物浓度的瞬间,正反应速率增大,逆反应速率不变,随反应进行正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,直至达到新的平衡升高温度、加入催化剂可增大活化分子的百分数,而增大压强、增大浓度,可增大单位体积活化分子的数目,但百分数不变。【详解】催化剂只影响反应速率,不影响化学平衡,所以加入催化剂后正逆反应速率同时增大且相等,化学平衡不发生移动,所以 C 正确;升高温度后,正反应速率和逆反应速率都增大,由于该反应为放热反应,平衡向着逆反应方向移动,说明逆反应速率大于正反应速率,所以 A 正确;- 13
15、 -该反应为体积缩小的反应,增大反应容器体积,反应体系压强减小,正逆反应速率都会减小,平衡向着体积增大的逆反应方向移动,说明逆反应速率减小幅度减小,即逆反应速率大于正反应速率,满足该变化的图象为 D;增大 O2的浓度的瞬间,逆反应速率不变,正反应速率增大,平衡向着正反应方向移动,满足该变化的图象为 B升高温度、加入催化剂可增大活化分子的百分数,而增大压强、增大浓度,可增大单位体积活化分子的数目,但百分数不变。故选 。18.铁是重要的金属元素,用途极广。(1)某高效净水剂可由 Fe(OH)SO4聚合得到。工业上以 FeSO4、NaNO 2和稀硫酸为原料来制备Fe(OH)SO4,反应中有 NO 生
16、成,化学方程式为_。(2)已知:Fe 2O3(s)+3C(石墨) = 2Fe(s)+3CO(g) H 1 = + 489.0 kJ/mol C(石墨)+CO 2(g) = 2CO(g) H 2 = + 172.5 kJ/mol高炉炼铁过程中发生的主要反应为:1/3Fe2O3(s)+ CO(g) 2/3Fe(s)+CO2(g) H = a kJ/mol,则 a =_kJ/mol。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表:温度/ 1000 1115 1300平衡常数 4.0 3.7 3.5在一个容积为 10L 的密闭容器中,1000时加入 Fe、Fe 2O3、CO、CO 2各 1.0 mol,此时
17、v 正 _v 逆 (填“等于” 、 “大于”或“小于”)。经过 l0 min,在 1000达到平衡,则该时间范围内反应的平均反应速率 v (CO2)= _。欲提高上述反应中 CO 的平衡转化率,可采取的措施是_;A.提高反应温度 B.移出部分 CO2 C.加入合适的催化剂 D.减小容器的容积【答案】 (1). 2FeSO 42NaNO 2H 2SO4=2Fe(OH)SO42NONa 2SO4 (2). 9.5 (3).大于 (4). 0.006mol/(Lmin) (5). B【解析】【分析】(1)此反应为氧化还原反应,反应物中既有氧化剂又有还原剂,依据化合价升降相等配平- 14 -即可;(2
18、)依据热化学方程式计算,反应焓变;依据计算得到浓度商和该温度下平衡常数比较判断反应进行方向,依据平衡常数计算生成二氧化碳,结合反应速率概念计算二氧化碳的化学反应速率;欲提高上述反应中 CO 的平衡转化率,需要反应正向进行;【详解】 (1)FeSO 4Fe(OH)SO 4 ,Fe 由+2 变为+3,故 FeSO4为还原剂,NaNO 2NO,N 由+3 变为+2,故 NaNO2为氧化剂,稀硫酸既不做氧化剂也不做还原剂FeSO 4Fe(OH)SO 4 和NaNO2NO 化合价升降相等,故 FeSO4和 NaNO2化学计量数相等,依据原子守恒配平可得:2FeSO4+2NaNO2+H2SO4=2Fe(O
19、H)SO 4+Na2SO4+2NO;(2)Fe 2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)H 1=+489.0kJmol1C(石墨)+CO 2(g)=2CO(g)H 2=+172.5kJmol1依据盖斯定律1/3-得到高炉炼铁过程中发生的主要反应为:1/3Fe 2O3(s)+CO(g)2/3 Fe(s)+CO 2(g)H=-9.5 kJmol 1 ,则 a=-9.5kJmol1 ;在一个容积为:10L 的密闭容器中,1000时加入 Fe、Fe 2O3、CO、CO 2各 1.0mol,浓度商 Q=1K=4,说明反应正向进行,v 正v 逆;设反应一氧化碳物质的量为 x1/3Fe2O3(
20、s)+CO(g) 2/3 Fe(s)+CO 2(g)起始量 (mol) 1 1变化量(mol) x x平衡量(mol) 1-x 1+x(1+x)/(1-x)=4x=0.6经过 l0min,在 1000达到平衡,则该时间范围内反应的平均反应速率 v(CO 2)= =0.006molL1 min1 ;欲提高上述反应中 CO 的平衡转化率,应使平衡正向进行;A反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,一氧化碳转化率减小,故 A 不符合;B移出部分 CO2 平衡正向移动,一氧化碳转化率增大,故 B 符合;- 15 -C加入合适的催化剂,能改变反应速率不改变化学平衡,一氧化碳转化率不变,故 C 不符合;D
21、由于反应前后气体体积不变,减小容器的容积增大压强,平衡不移动,一氧化碳转化率不变,故 D 不符合;故选 B19.合成氯是人类研究的重要课题,目前工业合成氨的原理为:N 2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H=-93.0kJ/mol(1)某温度下,在 2 L 密闭容器中发生上述反应,测得数据如下时间/h物质的量/mol0 1 2 3 4N2 2.0 1.83 1.7 1.6 1.6H2 6.0 5.49 5.1 4.8 4.8NH3 0 0.34 0.6 0.8 0.802 h 内,v(N 2)=_。平衡时,H 2的转化率为_;该温度下,反应 2NH3(g)N2(g) + 3H2(g)
22、的平衡常数K=_(mol/L)2。若保持温度和体积不变,起始投入的 N2、H 2、NH 3的物质的量分别为 a mol、b mol、c mol,达到平衡后,NH 3的浓度与上表中相同的为_(填选项字母)。Aa=l、b=3、c=0 Ba=4、b=12、c=0Ca=0、b=0、c=4 Da=l、b=3、c=2(2)另据报道,常温、常压下,N 2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应,生成 NH3和 O2。已知:H 2的燃烧热 H=-286.0kJ/mol,则用 N2与水反应制 NH3的热化学方程式为_。【答案】 (1). 0.075mol/(Lh) (2). 20% (3). 69.1
23、2 (4). C D (5). 2N2(g)6H 2O(l)=4NH3(g)3O 2(g) H=1530kJmol 1【解析】- 16 -【分析】(1)由图表数据,结合 V=c/t 计算 v(N 2)的反应速率;依据化学平衡三段式列式计算转化率和平衡常数;达到平衡后,NH 3的浓度与上表中相同,说明反应达到相同的平衡状态,将 ABCD 选项中转化为起始量后分别和表中的平衡对比分析;(2)依据热化学方程式 N2(g)+3H 2(g) 2NH3(g)H=-93.0kJmol 1 ,书写氢气的燃烧热的热化学方程式为 H2(g)+1/2O 2(g)=H 2O(l)H=-285.6KJmol 1 ,结合
24、盖斯定律计算得到所需热化学方程式;【详解】 (1)图表数据中 2h 氮气的物质的量变化为 2.0mol1.7mol=0.3mol,02h 内,v(N 2)= =0.075molL-1h-1;3h 反应达到平衡状态,依据化学平衡的三段式列式计算:反应 2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数是反应 N2(g)+3H 2(g) 2NH3(g)的平衡常数的倒数;N2(g)+3H 2(g) 2NH3(g)起始量(mol) 2.0 6.0 0变化量(mol) 0.4 1.2 0.8平衡量(mol) 1.6 4.8 0.8氢气的转化率=1.2mol/6.0mol100%=20%平衡常数 K= =
25、2/138.24;反应 2NH3(g) N2(g)+3H 2(g)的平衡常数=1/K=138.24/2=69.12;若保持温度和体积不变,起始投入的 N2、H 2、NH 3的物质的量分别为 a mol、b mol、c mol,达到平衡后,NH 3的浓度与上表中相同说明达到相同的平衡状态N2(g)+3H 2(g) 2NH3(g)起始量(mol) 2.0 6.0 0A、a=l、b=3、c=0,起始量是原来的一半,压强减小说明平衡逆向进行,氨气的浓度减小,故 A 不符合;B、a=4、b=12、c=0,起始量是原来的一倍,压强增大说明平衡正向进行,氨气的浓度增大,- 17 -故 B 不符合;C、 a=
26、0、b=0、c=4,转化为起始量为 2mol 氮气和 6mol 氢气,和表中起始量相同,达到相同平衡状态,故 C 符合;D、a=l、b=3、c=2 转化为起始量为为 2mol 氮气和 6mol 氢气,和表中起始量相同,达到相同平衡状态,故 D 符合;故选 C D;(2)热化学方程式N 2(g)+3H 2(g) 2NH3(g)H=-93.0kJmol 1 ,书写氢气的燃烧热的热化学方程式为H 2(g)+1/2O 2(g)=H 2O(l)H=-285.6KJmol 1 ,结合盖斯定律计算(-3)2 得到所需热化学方程式;2 N 2(g)+6 H 2O (l)=4 NH 3(g)+3 O2 (g)H
27、=+1530 kJmol 1 ;20.当温度高于 500 K 时,科学家成功利用二氧化碳和氢气合成了乙醇(可逆反应),这在节能减排、降低碳排放方面具有重大意义。回答下列问题:(1)该反应的化学方程式_。(2)在恒容密闭容器中,判断上述反应达到平衡状态的依据是_。a体系压强不再改变bH 2的浓度不再改变c气体的密度不随时间改变d单位时间内消耗 H2和 CO2的物质的量之比为 3:1(3)在一定压强下,测得由 CO2制取 CH3CH2OH 的实验数据中,起始投料比、温度与 CO2的转化率的关系如图。根据图中数据分析:降低温度,平衡向_方向移动。在 700 K、起始投料比 1.5 时,H 2的转化率
28、为_。- 18 -在 500 K、起始投料比 2 时,达到平衡后 H2的浓度为 a molL1 ,则达到平衡时CH3CH2OH 的浓度为_。【答案】 (1). 2CO26H 2=CH3CH2OH3H 2O (2). ab (3). 正反应 (4). 40% (5). 1.5amolL1【解析】【分析】(1)根据信息写出方程式;(2)反应到达平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各物质的浓度、百分含量不变,可以及由此衍生的一些量也不发生变化,由此进行判断;(3)体积图象可知,温度低时对应的 CO2的转化率大,说明该反应为放热反应;700K,起始投料比 n(H2)/n(CO2)1.5 时时,二氧化碳
29、的转化率为 20%,求氢气的变化量,从而求出转化率;在 500K、起始投料比比 n(H2)/n(CO2)=2 时,CO 2的转化率为 60%,则 2CO 2(g)+6H 2(g) CH3CH2OH(g)+3H 2O(g)设初起量:3 6 0 0变化量: 1.8 5.4 0.9 2.7所以 H2的转化率为 5.4/6100%=90%,又达到平衡后 H2的浓度为 amolL-1,则反应消耗的H2的浓度为 9amolL-1,再根据系数比计算达到平衡时 CH3CH2OH 的浓度。【详解】 (1)当温度高于 500K 时,科学家成功利用二氧化碳和氢气合成了 1mol 乙醇和水,方程式为:2CO 2+6H
30、2=CH3CH2OH+3H2O;(2)a混合气体的物质的量减小,则体系压强一直在减小,当体系压强不再改变,能说明到达平衡,故 a 正确;bH 2的浓度不再改变,能说明到达平衡,故 b 正确;c容器的体积不变,混合气体的质量不变,混合气体的密度为定值,不能根据密度判断平衡状态,故 c 错误;d单位时间内消耗 H2和 CO2的物质的量之比为 3:1,指正反应方向,所以不能说明到达平衡,故 d 错误;故选 ab;- 19 -(3)23g 乙醇完全燃烧生成 CO2和液态 H2O 时放出 650kJ 的热量,23g 乙醇的物质的量为:23g/46gmol1 =0.5mol,1mol 乙醇完全燃烧产生的热
31、量是 1300kJ,乙醇燃烧的热化学方程式是:C 2H5OH(l)+3O 2(g)=2CO 2(g)+3H 2O(l)H=-1300kJmol 1 ;(4)由图可知,横坐标为投料比,纵坐标为 CO2的转化率,曲线为等温线,则相同投料比时温度低对应的 CO2的转化率大,说明该反应正反应为放热反应,则降低温度平衡向着正反应方向移动;700K,起始投料比 n(H2)/n(CO2)=1.5 时,CO 2的转化率为 20%,则 2CO 2(g)+6H 2(g) CH3CH2OH(g)+3H 2O(g)设初起量:4 6 0 0变化量:0.8 2.4 0.4 3.2所以 H2的转化率为:2.4/6100%=
32、40%;在 500K、起始投料比 n(H2)/n(CO2)=2 时,CO 2的转化率为 60%,则 2CO 2(g)+6H 2(g) CH3CH2OH(g)+3H 2O(g)设初起量:3 6 0 0变化量: 1.8 5.4 0.9 2.7所以 H2的转化率为:5.4/6100%=90%,又达到平衡后 H2的浓度为 amolL-1,则反应消耗的H2的浓度为 9amolL-1,所以达到平衡时 CH3CH2OH 的浓度为:9a/6molL -1=1.5amolL-1【点睛】本题考查化学平衡计算、化学平衡状态的判断,解题关键:把握图中坐标的含义、曲线的含义及平衡影响因素、平衡计算,易错点(2) ,平衡
33、状态的判断, ,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态;难点(3)转化率计算。21.丙烯腈(CH 2=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(CH 2=CHCHO)和乙腈(CH 3CN)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(C 3H3N)和副产物丙烯醛(C 3H4O)的热化学方程式如下:C 3H6(g)NH 3(g)3/2O 2(g)=C3H3N(g)3H 2O(g)H-515 kJmol -1C 3H6(g)O 2(g)=C3H4O(g)H 2O
34、(g)H-353 kJmol -1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,最高产率对应的温度为 460 。低于- 20 -460 时,丙烯腈的产率_(填“是”或“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_。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为_。【答案】 (1)
35、. 低温低压 (2). 催化剂 (3). 不是 (4). 该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低,所以此时尚未达到平衡状态 (5). AC (6). 1:1 (7). 此时产物主要是丙烯腈,几乎没有副产物 (8). 1:7.5:1【解析】【分析】(1)改变条件使平衡正向进行有利于提高丙烯腈平衡产率,提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂;(2)该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低,即低于 460时,对应温度下的平衡转化率曲线应该是下降的,但实际曲线是上升的,因此判断低于 460时,丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡转化率;产率降低主要从产率的影响因素进行考虑;(3)根据图象可知,当
36、 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)+NH 3(g)+3/2O 2(g)=C 3H3N(g)+3H 2O(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,根据空气中氧气约占 20%计算。【详解】 (1)气体体积增大的放热反应,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;- 21 -(2)该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低,即低于 460时,对应温度下的平衡转化率曲线应该是下降的,但实际曲线是上升的,因此判断低于 460时,丙烯腈的产率不是对应
37、温度下的平衡转化率。高于 460C 时,丙烯腈产率降低。高于 460 时,丙烯腈产率降低的可能原因是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,故 A 正确;B由图象可知,升高温度平衡常数变小,故 B 错误;C根据题意,副产物有丙烯醛,催化剂活性降低,副反应增多,导致产率下降,故 C 正确;D反应活化能的大小不影响平衡,故 D 错误;故选 AC;(3)根据图象可知,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)+NH 3(g)+3/2O 2(g)=C 3H3N(g)+3H 2O(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。