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解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷175
氯及其化合物在生产、生活中广泛应用。
(1)三氯乙醛常用于制造农药。化学反应原理是4Cl2(g)+C2H5OH(g)CCl3CHO(g)+5HCl(g)。一定温度下,在某恒容密闭容器中充入4molCl2和2molC2H5OH(g),发生上述反应。下列叙述正确的是_____
A.混合气体平均摩尔质量不变时达到平衡状态
B.平衡后再充入少量Cl2反应正向进行
C.加入高效催化剂,能提高氯气的平衡产率
D.平衡时三氯乙醛体积分数可能等于15%
(2)SCl4是一种化工产品。已知有关反应如下:
①2S(1)+Cl2(g)=S2Cl2(1) ΔH1=akJ·mol-1
②S2C12(1)+Cl2(g)=2SCl2(1) ΔH2=bkJ·mol-1
③SC12(1)+Cl2(g)=SCl4(1) ΔH3=ckJ·mol-1
④S(1)+2Cl2(g)=SCl4(l) ΔH4=_____kJ·mol-1(用含a、b和c的式子表示)。
(3)工业上,曾用催化氧化氯化氢法(俗称地康法)制备氯气:
4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH
从化学反应原理角度分析,一定条件下,投料比是提高HCl平衡转化率和反应速率以及提纯氯气的关键条件。若投料比太小,有利的是_____;不利的是_____
(4)已知Arrhenius经验公式为Rlnk=-+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数,活化能不随温度变化)。为了探究催化剂对地康法制氯气的影响,某小组选择ZnCl2、CuCl2为催化剂,探究其对氯化氢催化氧化反应的影响,实验结果如图1所示。
       
从图1中信息获知催化效能较低的催化剂是_____(填化学式),其理由是_____
(5)在体积相同的甲、乙两个密闭容器中充入4molHCl(g)和1molO2(g),分别在恒容恒温、恒容绝热条件下发生反应:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH,测得气体压强变化与时间关系如图2所示。
①气体总物质的量:n(a)______n(b)(填“>”“<”或“=”,下同)。
②a点Qp==_____(kPa)-1(结果保留2位小数)。b点Kp_____a点Qp
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清洁能源的综合利用可有效降低碳排放,是实现“碳中和碳达峰”的重要途径。
(1)以环己烷为原料生产苯,同时可得到氢气。下图是该反应过程中几种物质间的能量关系。

反应: ΔH=___________kJ/mol。
(2)已知反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH>0,利用该反应可减少CO2排放,并合成清洁能源。
①下列能说明反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.单位时间内生成1 molCH3OH(g)的同时消耗了3 molH2(g)
B.在绝热恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化
C.容器内c(CO2):c(H2 ):c(CH3OH):c(H2O) =1:3:1:1
D.在恒温恒压的容器中,气体的平均摩尔质量不再变化
②一定条件下,在一密闭容器中充入1 molCO2和3 molH2发生反应,下图表示压强为1. 0MPa和4.0MPa下CO2的平衡转化率随温度的变化关系。

其中表示压强为4.0MPa下CO2的平衡转化率随温度的变化曲线为___________(填“I”或“II”);a点对应的平衡常数Kp=___________ MPa-2(Kp为以平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数。分压=总压×物质的量分数,结果精确到0.01)。
③利用制备的甲醇可以催化制取丙烯,过程中发生如下反应:3CH3OH(g)C3H6(g) +3H2O(g),为探究M、N两种催化剂的催化效能,进行相关实验,依据实验数据获得如图所示曲线。

已知Arrhenius经验公式为Rlnk= -+C(Ea为活化能,假设受温度影响忽略不计,k为速率常数,R和C为常数)。在M催化剂作用下,该反应的活化能Ea=___________kJ·mol-1,从图中信息获知催化效能较低的催化剂是___________ ( “M”或“N”),判断理由是___________
丙烯是制备聚丙烯的单体,在催化剂作用下,可由丙烷直接脱氢制得。
已知:反应I: C3H8(g) C3H6(g)+H2(g)   ΔH1 = +124. 3kJ·mol-1
反应II: H2O(g) H2(g)+ O2(g)     ΔH2= +242kJ·mol-1
(1)丙烷可氧化直接脱氢发生反应III 2C3H8(g) +O2(g) 2C3H6(g)+2H2O(g) ΔH3=___________kJ·mol-1,该反应能自发进行的条件是在___________(填“低温”、“高温”或“任意温度”)下。
(2)向某绝热恒容密闭容器内充入一定量的C3H8和O2,发生反应III.下列能说明该反应达到平衡状态的是___________ (填标号)。
A.容器内气体的密度不再改变
B.容器内气体的温度不再改变
C.v(O2)=2v (C3H6)
D.容器内气体的平均摩尔质量不再改变
(3)对于反应III,v=k·p2(C3H8)·p2(O2),v=k·p2(C3H6)·p2(H2O)。其中k、k分别为正、逆反应速率常数,p为气体分压(分压=物质的量分数×总压)。在TK下,按初始投料比n(C3H8):n(O2)=2:1,n(C3H8):n(O2)=1:1,n(C3H8):n(O2)=1:2,得到不同压强条件下C3H8的平衡转化率关系图:

①a、b、c各曲线所表示的投料比大小顺序为___________ (用字母表示)。
②TK平衡时,点N在线b上,计算N点C3H8的体积分数为___________(保留三位有效数字)。
③TK条件下,某容器测得某时刻p(C3H8)=0.2MPa, p(O2)=0. 7MPa, p(C3H6)=p(H2O)=0. 3MPa,此时,v:v___________ (用 分数表示)。
(4)丙烷分解可制取乙烯,发生反应C3H8(g) C2H4(g)+CH4(g),根据Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示,已知Arrhenius经验公式为Rlnk= - +C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。该反应的活化能Ea=___________kJ·mol-1

(5)丙烷在催化剂表面脱氢生成丙烯的机理如图所示,TS为过渡态,则决定反应速率快慢的步骤是___________ (填 “2→4”“4→6”“6→8”)。

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