解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷81
正丁醛可由丙烯通过下列反应制取：
CH3CH=CH2 + CO + H2
CH3CH2CH2CHO（正丁醛）反应①
同时发生副反应：CH3CH=CH2 +CO + H2
(CH3)2CHCHO（异丁醛）反应②
CH3CH=CH2 + H2
CH3CH2CH3反应③
三个反应在不同温度时的平衡常数见下表。回答问题：
(1)423K时，如果反应在恒容密闭容器中发生，当反应达到平衡时，下列说法错误的是_____ （填序号）。
a．c(CO):c( H2)一定等于1:1
b．反应混合物的密度保持不变
c．丙烯转化率达到最大值
d．单位时间内，n(CO)消耗= n(正丁醛)生成
(2)当反应达到平衡后，若将反应体系的温度从298 K提高到423 K，再次达到平衡后，在生成物中，__________ （填物质名称）的摩尔百分含量降低。
(3)若反应在298K进行，根据平衡常数作出的推测正确的是______ 。
a．反应③的反应速率最大 b．达到平衡后生成物中丙烷的体积百分含量最高
c．反应②达到平衡所需时间最长 d．298K时只有反应③向正反应方向进行
(4)使用催化剂后，单位时间里正丁醛的产量大大提高，反应体系产物中正/异醛比增大。导致这种情况出现的原因是____________________________ 。
CH3CH=CH2 + CO + H2
CH3CH2CH2CHO（正丁醛）反应①同时发生副反应：CH3CH=CH2 +CO + H2
(CH3)2CHCHO（异丁醛）反应②CH3CH=CH2 + H2
CH3CH2CH3反应③三个反应在不同温度时的平衡常数见下表。回答问题：
| 温度/K | 反应① | 反应② | 反应③ |
| 298 | 2.96×109 | 2.53×109 | 1.32×1015 |
| 423 | 1.05×102 | 5.40×102 | 2.52×102 |
(1)423K时，如果反应在恒容密闭容器中发生，当反应达到平衡时，下列说法错误的是
a．c(CO):c( H2)一定等于1:1
b．反应混合物的密度保持不变
c．丙烯转化率达到最大值
d．单位时间内，n(CO)消耗= n(正丁醛)生成
(2)当反应达到平衡后，若将反应体系的温度从298 K提高到423 K，再次达到平衡后，在生成物中，
(3)若反应在298K进行，根据平衡常数作出的推测正确的是
a．反应③的反应速率最大 b．达到平衡后生成物中丙烷的体积百分含量最高
c．反应②达到平衡所需时间最长 d．298K时只有反应③向正反应方向进行
(4)使用催化剂后，单位时间里正丁醛的产量大大提高，反应体系产物中正/异醛比增大。导致这种情况出现的原因是
2012·上海徐汇·二模
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丙烯(C3H6)是石油化工行业重要的有机原料之一，主要用于生产聚丙烯、二氯丙烷、异丙醇等产品。回答下列问题：
(1)丙烷脱氢制备丙烯。由图可得C3H8(g)=C3H6(g)＋H2(g) ΔH=_______ kJ·mol-1。
(2)将一定浓度的CO2与固定浓度的C3H8通过含催化剂的恒容反应器发生脱氢反应。经相同时间，流出的C3H6、CO和H2浓度随初始CO2浓度的变化关系如下图所示。c(H2)和c(C3H6)变化差异的原因为_______ (用化学方程式表示)。
(3)已知Arrhenius 经验公式为Rlnk=RlnA-
(Ea为活化能，k为速率常数，R、A为常数)。丙烷脱氢制备丙烯反应在某条件下的Arrhenius 经验公式的实验数据如图中曲线a所示，其活化能为_______ J·mol-1，当其实验数据发生变化如图中b线所示，则可能的原因是_______ 。
(4)工业上用丙烯加成法制备1，2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)，副产物为3-氯丙烯(CH2=CHCH2Cl)，反应原理为：
①CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)→CH2ClCHClCH3 (g)
②CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)→CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)
一定温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3和Cl2发生反应，容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。
该温度下，若平衡时HCl的体积分数为10％。此时CH2=CHCH3的转化率为_______ 。反应①的压力平衡常数Kp=_______ kPa-1(保留小数点后2位)。
(5)一定条件下，CH3CH=CH2与HCl发生反应有①、②两种可能，反应进程中的能量变化如图所示。
保持其他条件不变，若要提高产物中CH3CH2CH2Cl(g)的比例，可采用的措施是_______。
(1)丙烷脱氢制备丙烯。由图可得C3H8(g)=C3H6(g)＋H2(g) ΔH=
(2)将一定浓度的CO2与固定浓度的C3H8通过含催化剂的恒容反应器发生脱氢反应。经相同时间，流出的C3H6、CO和H2浓度随初始CO2浓度的变化关系如下图所示。c(H2)和c(C3H6)变化差异的原因为
(3)已知Arrhenius 经验公式为Rlnk=RlnA-
(Ea为活化能，k为速率常数，R、A为常数)。丙烷脱氢制备丙烯反应在某条件下的Arrhenius 经验公式的实验数据如图中曲线a所示，其活化能为(4)工业上用丙烯加成法制备1，2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)，副产物为3-氯丙烯(CH2=CHCH2Cl)，反应原理为：
①CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)→CH2ClCHClCH3 (g)
②CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)→CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)
一定温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3和Cl2发生反应，容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。
| 时间/min | 0 | 60 | 120 | 180 | 240 | 300 | 360 |
| 压强/kPa | 80 | 74.2 | 69.2 | 65.2 | 61.6 | 58 | 58 |
(5)一定条件下，CH3CH=CH2与HCl发生反应有①、②两种可能，反应进程中的能量变化如图所示。
保持其他条件不变，若要提高产物中CH3CH2CH2Cl(g)的比例，可采用的措施是_______。
| A．适当提高反应温度 | B．改变催化剂 |
| C．适当降低反应温度 | D．改变反应物浓度 |
汽车尾气中含有上百种化合物，污染物中以NO为主。请回答下列与NO相关的问题：
（1）汽车发动机工作时燃料燃烧会使氮气转化为NO。
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+akJ·mol-1。NO中氮氧键键能为b kJ·mol-1、O=O键能为 c kJ·mol-1。
计算N_N的键能为____________ kJ·mol-1（用含a、b、c的代数式表示）。
（2）NO和CO在一定温度和催化剂的条件下可发生反应：
2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g) △H=-538 kJ·mol-1。
一定温度下，向体积为2L的密闭容器中充入一定量的NO和CO，发生上述反应。反应过程中测定的部分数据见下表：
①反应在0~4 min内的平均速率v(CO)=_____________ 。
②下列叙述中，能说明反应已达到平衡的是____________ 。
a．NO的消耗速率和CO2的生成速率相等 b．容器内的压强不再变化
c．混合气体的密度不再变化 d．N2的百分含量不再变化
③计算该温度下的平衡常数K=____________ 。
④8min时，其他条件不变，向该反应容器中再通入0.05molNO和0.100CO，重新达到平衡时混合气体中N2的百分含量将____________ （填“减小”、“增大”或“不变” ）。
（3）工业上采用电解NO的方法制备NH4NO3，其工作原理如图。X、Y皆为Pt电极，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充NH3。
①Y电极上的电极反应式为_______________________________ 。
②若X电极上有11.2L（已换算成标准状况）NO发生反应，则生成NH4NO3的质量为____________ g。
（1）汽车发动机工作时燃料燃烧会使氮气转化为NO。
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+akJ·mol-1。NO中氮氧键键能为b kJ·mol-1、O=O键能为 c kJ·mol-1。
计算N_N的键能为
（2）NO和CO在一定温度和催化剂的条件下可发生反应：
2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g) △H=-538 kJ·mol-1。一定温度下，向体积为2L的密闭容器中充入一定量的NO和CO，发生上述反应。反应过程中测定的部分数据见下表：
时间/min | n(NO)/mol | n(CO)/mol | n(N2)/mol | n(CO2)/mol |
0 | 0.100 | 0.200 | 0 | 0 |
4 | 0.020 | |||
6 | 0.050 | |||
8 | 0.025 |
②下列叙述中，能说明反应已达到平衡的是
a．NO的消耗速率和CO2的生成速率相等 b．容器内的压强不再变化
c．混合气体的密度不再变化 d．N2的百分含量不再变化
③计算该温度下的平衡常数K=
④8min时，其他条件不变，向该反应容器中再通入0.05molNO和0.100CO，重新达到平衡时混合气体中N2的百分含量将
（3）工业上采用电解NO的方法制备NH4NO3，其工作原理如图。X、Y皆为Pt电极，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充NH3。
①Y电极上的电极反应式为
②若X电极上有11.2L（已换算成标准状况）NO发生反应，则生成NH4NO3的质量为
汽车尾气和燃煤造成空气污染。
（1）CO2是大气中含量最高的一种温室气体，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径．目前，由CO2来合成二甲醚已取得了较大的进展，其化学反应是：2CO2（g）+6H2（g）
CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=+QkJ/mol
①反应的平衡常数和温度的关系如下:
写出该反应平衡常数表达式：K=__________。
向一个10L的密闭容器中充入10mol CO2和7molH2，830℃时测得H2为lmol，此时V （正）________V （逆）：（选填“>”、“<”）
②判断该反应在一定温度下，体积恒定的密闭容器中达到化学平衡状态的依据是__________。
A． 容器中密度不变
B． 容器内压强保持不变
C．平均摩尔质量保持不变
D．v（CO2） :v（H2） =1:3
E.单位时间内消耗2 mol CO2，同时消耗1 mol二甲醚
F.△H不变
（2）汽车尾气净化的主要原理为2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）。在密闭容器中发生该反应时，c（CO2）随温度（T）、催化剂的表面积（S）和时间（t）的变化曲线，如图所示。
①在T2温度下，0～2 s内的平均反应速率v（N2）=__________；
②当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1〉S2，在上图中画出c（CO2）在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化趋势曲线。
（3）工业上用CO和H2合成 CH3OH：CO （g） +2H2（g）CH3OH （g）
①现在容积均为1 L的a、b、c三个密闭容器中分别充入1 mol CO和2 mol H2的混合气体，控制温度进行反应，测得相关数据的关系如图所示。下列说法正确的是____________
A．正反应的△H>0
B．反应进行到5 min时，b容器中v正=v逆
C．减压可使甲醇的含量由b点变成c点
D．达到平衡时，a、b、c中CO的转化率为b＞a>c
②某温度下，在体积固定的4L密闭容器中将1molCO和2molH2混合，测得不同时刻的反应前后压强关系如下：
达到平衡时CO的转化率为__________。
（1）CO2是大气中含量最高的一种温室气体，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径．目前，由CO2来合成二甲醚已取得了较大的进展，其化学反应是：2CO2（g）+6H2（g）
CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=+QkJ/mol①反应的平衡常数和温度的关系如下:
| 温度/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
| 平衡常数 | 0.4 | 0.6 | 1.0 | 1．1 | 1.7 |
写出该反应平衡常数表达式：K=__________。
向一个10L的密闭容器中充入10mol CO2和7molH2，830℃时测得H2为lmol，此时V （正）________V （逆）：（选填“>”、“<”）
②判断该反应在一定温度下，体积恒定的密闭容器中达到化学平衡状态的依据是__________。
A． 容器中密度不变
B． 容器内压强保持不变
C．平均摩尔质量保持不变
D．v（CO2） :v（H2） =1:3
E.单位时间内消耗2 mol CO2，同时消耗1 mol二甲醚
F.△H不变
（2）汽车尾气净化的主要原理为2NO（g）+2CO（g）
2CO2（g）+N2（g）。在密闭容器中发生该反应时，c（CO2）随温度（T）、催化剂的表面积（S）和时间（t）的变化曲线，如图所示。①在T2温度下，0～2 s内的平均反应速率v（N2）=__________；
②当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1〉S2，在上图中画出c（CO2）在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化趋势曲线。
（3）工业上用CO和H2合成 CH3OH：CO （g） +2H2（g）
CH3OH （g）①现在容积均为1 L的a、b、c三个密闭容器中分别充入1 mol CO和2 mol H2的混合气体，控制温度进行反应，测得相关数据的关系如图所示。下列说法正确的是____________
A．正反应的△H>0
B．反应进行到5 min时，b容器中v正=v逆
C．减压可使甲醇的含量由b点变成c点
D．达到平衡时，a、b、c中CO的转化率为b＞a>c
②某温度下，在体积固定的4L密闭容器中将1molCO和2molH2混合，测得不同时刻的反应前后压强关系如下：
| 时间（min） | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
| 压强比（p后/p前） | 0.98 | 0.90 | 0.80 | 0.70 | 0.70 | 0.70 |
达到平衡时CO的转化率为__________。
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