题目内容
【题目】下面是实验室制乙烯并检验其性质的装置图,请回答:
(1)写出圆底烧瓶中反应的方程式______________________________;
(2)烧瓶中混合液逐渐变黑,并产生某些无机杂质气体,写出产生杂质气体的化学方程式:____________________________________________;
(3)为了检验乙烯的生成及乙烯的不饱和性,试管中应盛放_________,现象为___________;
(4)洗瓶中盛放的试剂为____________________,作用__________________.
【答案】CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O C + 2H2SO4CO2↑+2SO2↑ +2H2O 溴水(或溴的CCl4溶液) 溴水(或溴的CCl4溶液)褪色 NaOH溶液 除去乙烯中混有的SO2、CO2等气体
【解析】
(1)实验室制乙烯常用乙醇在170℃消去制备乙烯,其化学方程式为CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O。
(2)持续加热,乙醇会被浓硫酸碳化,生成的C与浓硫酸在高温下发生氧化还原反应生成CO2和SO2,化学方程式为C + 2H2SO4CO2↑+ 2SO2↑ +2H2O。
(3)为了检验乙烯的生成及乙烯的不饱和性,试管中应盛放溴水(或溴的CCl4溶液),现象为溴水(或溴的CCl4溶液)褪色。
(4)由于反应中产生SO2和CO2,尤其是SO2可以与溴水反应,方程式为SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr,也能使溴水褪色,另外值得注意SO2不和溴的CCl4溶液反应,原因溴氧化SO2需要水的参与。所以洗瓶中盛装如NaOH溶液,作用是除掉SO2和CO2,同时也可以溶解乙醇蒸汽。
【题目】研究煤的合理利用及CO2的综合应用有着重要的意义。请回答以下问题:
I.煤的气化
已知煤的气化过程涉及的基本化学反应有:
C(s)+H20(g)CO(g)+H2(g) △H=+131kJ/mol
②CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) △H=akJ/mol
查阅资料反应②中相关化学键键能数据如下表:
化学键 | H-H | H—C | H-O | |
E/(kJ/mol) | 1072 | 436 | 414 | 465 |
(1)煤直接甲烷化反应C(s)+2H2(g)CH4(g)的△H为_______kJ/mol,该反应在______(填“髙温”或“低温”)下自发进行。
Ⅱ.合成低碳烯烃
在体积为1 L的密闭容器中,充入1molCO2和2.5molH2,发生反应:
2C02(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H20(g) △H=-128kJ/mol,测得温度对催化剂催化效率和 C02平衡转化率的影响如图所示:
(2)图中低温时,随着温度升高催化剂的催化效率提高,但C02的平衡转化率却反而降低,其原因是__________。
(3)250℃时,该反应的平衡常数K值为__________。
Ⅲ.合成甲醇
在恒温2 L容积不变的密闭容器中,充入lmolC02和3molH2,发生反应:C02(g)+3H2(g)CH30H(g)+H20(g),测得不同时刻反应前后容器内压强变化(p后/p前)如下表:
时间/h | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
p后/p前 | 0.90 | 0.85 | 0.82 | 0.81 | 0.80 | 0.80 |
(4)反应前1小时内的平均反应速率V(H2)为_________mol/(L·h),该温度下C02的平衡转化率为_________。
IV.电解逆转化制乙醇
(5)科研人员通过反复实验发现:C02可以在酸性水溶液中电解生成乙醇,则生成乙醇的反应发生在_________极(“阴”或“阳”),该电极的反应式为_________。
【题目】H2是一种重要的清洁能源。
(1)已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0kJmol-1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.1kJmol-1
H2还原 CO反应合成甲醇的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1,则ΔH1=___kJmol-1,该反应自发进行的条件为___
A.高温 B.低温 C.任何温度条件下
(2)恒温恒压下,在容积可变的密闭容器中加入 1molCO和2.2mol H2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),实验测得平衡时CO的转化率随温度、压强的变化如图所示。则P1__P2,判断的理由是_____。
(3)若反应 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在温度不变且体积恒定为1的密闭容器中发生,反应过程中各物质的物质的量随时间变化如表所示:
时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 |
H2 | 4 | 2 | ||
CO | 2 | 1 | ||
CH3OH(g) | 0 | 0.7 |
①下列各项能作为判断该反应达到平衡标志的是____(填字母);
A.容器内压强保持不变 B.2v正(H2)=v逆(CH3OH)
C.混合气体的相对分子质量保持不变 D.混合气体的密度保持不变
②若起始压强为P0 kPa,则在该温度下反应的平衡常数Kp=___(kPa)-2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
③反应速率若用单位时间内分压的变化表示,则10min内H2的反应速率v(H2)=___kPamin-1。