题目内容

乙烯是重要的化工原料，炼油厂常将裂解产生的其它烯烃加氢，对产物再次裂解以提高乙烯产量．相关加成反应如下：
①：CH3CH=CH2（g）+H2（g）→CH3CH2CH3（g）△H1=-125.4kJ?mol-1
②：
③：
请回答下列问题：
（1）判断反应①能否自发进行？
 
（填“低于一定温度能自发”、“高于一定温度能自发”、“任何温度下都能自发”、“任何温度下都不能自发”）；
（2）已知表示H2和CH3CH2CH3标准燃烧热的热化学方程式为：
H2（g）+
1
2
O2（g）=H2O（l）△H=-285.8kJ?mol-1
CH3CH2CH3（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（l）△H=-2215kJ?mol-1
则表示CH3CH=CH2标准燃烧热的热化学方程式为
 
；
（3）已知反应②、反应③平衡常数如下，下列叙述正确的是
 
；
温度（℃）300320340
k24.8×10-42.5×10-41.3×10-4
k38.4×1053.5×1031.6×103
A．△H2＞0；△H3＜0
B．反应②、反应③都是丙烯加氢，所以△H2=△H3
C．相同条件下反应③的转化率大于反应②的转化率
D．从平衡常数推测，相同条件下反应③的反应速率很大，反应②的反应速率很小
（4）在一定温度下，将等物质的量的反式2-丁烯和H2充入2L密闭容器中，发生反应③，容器内各物质浓度如图所示：

①前10分钟，平均反应速率v（H2）为
 
mol?L-1?min-1
②该温度下，此反应平衡常数K=
 

③当时间到达15min时，增大压强将容器体积调整为1.25L．请在图中画出15min后丁烷的浓度变化趋势曲线．
考点：用化学平衡常数进行计算,用盖斯定律进行有关反应热的计算,焓变和熵变
专题：
分析：（1）根据△G=△H-T?△S＜0时能够自发反应进行判断；
（2）根据题中已知热化学方程式利用盖斯定律得出目标反应，然后计算出焓变，写出反应的热化学方程式；
（3）根据表中温度对化学平衡常数的影响及两种丙烯的结构判断两个反应的焓变、能量变化，注意反应速率与平衡常数没有必然关系；
（4）①2-丁烯和H2充入2L密闭容器中，反应物浓度减小，据此判断反应物浓度变化，然后根据v=
△c
△t
计算出前10分钟氢气的平均反应速率；
②根据图象判断达到平衡时各组分浓度，然后根据反应方程式及化学平衡常数的表达式计算；
③根据容器容积计算出增大压强后反应开始各组分的浓度，然后判断反应达到平衡时丁烷的浓度范围，据此画出15min后丁烷的浓度变化趋势曲线．
解答： 解：（1）该反应的正反应气体体积减小，气体的混乱度减小，△S＜0，又△H＜0，而△G=△H-T?△S，当温度降低时，即低于一定温度，该反应的△G＜0，能够自发进行，
故答案为：低于一定温度能自发；
（2）①CH3CH=CH2（g）+H2（g）→CH3CH2CH3（g）△H1=-125.4kJ?mol-1，
H2（g）+
1
2
O2（g）=H2O（l）△H=-285.8kJ?mol-1 ②
CH3CH2CH3（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（l）△H=-2215kJ?mol-1 ③
根据盖斯定律，①-②+③可得：CH3CH=CH2（g）+
9
2
O2（g）=3CO2（g）+3H2O（l）△H=-2054.6kJ?mol-1，
故答案为：CH3CH=CH2（g）+
9
2
O2（g）=3CO2（g）+3H2O（l）△H=-2054.6kJ?mol-1；
（3）A．升高温度，两个反应的平衡常数都减小，则升高温度，平衡向着逆向移动，正反应为放热反应，即△H2＜0、△H3＜0，故A错误；
B．反应②、反应③都是丙烯加氢，由于丙烯的结构不同，具有的能量不同，则两个反应的焓变不相等，即：△H2≠△H3，故B错误；
C．根据表中平衡常数可知，温度相同时反应③的平衡常数大于反应②，则相同条件下反应③的转化率大于反应②的转化率，故C正确；
D．化学平衡常数衡量化学反应进行程度大小，与化学反应速率大小无关，故D错误；
故答案为：C；
（4）①反式2-丁烯和H2反应，反应中氢气和2-丁烯的浓度减小，根据图象可知，反应物浓度变化为：2.6mol/L-0.1mol/L=2.5mol/L，则10min内氢气的平均反应速率为：v（H2）=
2.5mol/L
10min
=0.25mol?L-1?min-1，
故答案为：0.25；
②根据图象可知，达到平衡时各组分浓度为：c（2-丁烯）=c（H2）=0.1mol/L，c（CH3CH2CH2CH3）=2.5mol/L，则该温度下，此反应平衡常数K=
2.5
0.1×0.1
=250，
故答案为：250；
③当时间到达15min时，增大压强将容器体积调整为1.25L，则反应开始前各组分的浓度为：c（CH3CH2CH2CH3）=
2.5mol/L×2L
1.25L
=4mol/L、c（2-丁烯）=c（H2）=
0.1mol/L×2L
1.25L
=0.16mol/L，达到平衡时丁烷的浓度一定小于：4mol/L+0.16mol/L=4.16mol/L，15min后重新达到平衡时丁烷的浓度变化趋势曲线为：，
故答案为：．
点评：本题考查了化学平衡常数、化学反应速率的计算、热化学方程式的书写等知识，题目难度较大，试题涉及达到知识点较多、综合性较强，注意掌握化学平衡常数、化学反应速率的概念及计算方法，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学计算能力．
练习册系列答案
相关题目
甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比，设计了如图1实验流程：实验中，先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气，再连接洗气瓶和气体收集装置，立即加热氧化铜．反应完成后，黑色氧化铜转化为红色的铜．图2中A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置，D为盛有浓硫酸的洗气瓶．

甲小组测得：反应前氧化铜的质量m1 g、氧化铜反应后剩余固体的质量m2 g、生成氮气在标准状况下的体积V1L．
乙小组测得：洗气前装置D的质量m3 g、洗气后装置D的质量为m4 g、生成氮气在标准状况下的体积V2 L．请回答下列问题：
（1）检查A装置气密性的操作是
 
．
（2）实验室检验氨气的操作和现象是
 
．
（3）甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气，请将实验装置的字母编号和制备制备原理填写在下表的空格中．
 实验装置实验药品制备原理
甲小组A氢氧化钙、硫酸铵反应的化学方程式为：
 
乙小组 
 
浓氨水、氢氧化钠用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用：

 
（4）甲小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比为
 
．
（5）乙小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比明显小于理论值，其原因是
 
．为此，乙小组在原有实验的基础上增加了一个装有某药晶的实验仪器，重新实验．根据实验前后该药品的质量变化及生成氮气的体积，得出了合理的实验结果．该药品的名称是
 
．
某有机物M（）是一种重要的化工原料，请回答下列问题：
（1）M的分子式为
 
．
（2）M与H2按物质的量比1：1反应的产物，不可能具有的性质是
 
（填序号）
A、易燃        B、难溶于水       C、可发生酯化反应
（3）某耐热型树脂R可由M和丙烯腈（CH2=CHCN）共聚而成．假定按1：1比例反应，试写出R的结构简式：
 
．
（4）以M为原料合成产品N（）的流程如下（条件略）

则A的结构简式为
 
，
反应②的发生条件通常是
 
．
有机物A的相对分子质量小于150，其中含氧的质量分数为23.5%，完全燃烧只生成二氧化碳和水．有机物之间的相互转化如图（部分反应条件略）．

请回答下列问题：
（1）H的结构简式：
 
．D中所含官能团的名称
 
．
（2）有机物G能发生的反应类型有
 
（填字母）．
A．取代反应  B．加成反应   C．消去反应  D．加聚反应   E．氧化反应
（3）以M表示有机物的摩尔质量，则下列关系正确的是
 
（填字母）．
A．M（A）=M（B）+M（C）        B．M（D）=M（G）+14
C．2M（F）+18=M（D）+M（G）     D．M（D）＞M（F）＞M（G）＞M（H）
（4）用化学方程式表示检验有机物F中的官能团的实验原理
 
．
（5）有机物A的一种同分异构体X，能发生银镜反应，且含有与E相同的官能团．则X的同分异构体有
 
种．
（6）写出：反应①的化学方程式：
 
；反应⑦（通少量CO2）的离子方程式：
 
．
下列是模拟石油深加工来合成CH2=CHCOOCH2CH3（丙烯酸乙酯） 等物质的过程：

请回答下列问题：
（1）A的电子式为
 

（2）丙烯酸乙酯的含氧官能团
 
（填名称）；
（3）写出下列反应方程式：
①B+C→丙烯酸乙酯
 

②丙烯→聚丙烯
 

③苯→硝基苯
 

（4）目前制备酒精的方法有两种：
方法一：A+HBr→CH3CH2Br  CH3CH2Br+H2O
NaOH
△
CH3CH2OH+HBr
方法二：（C6H10O5）n（淀粉）+nH2O
淀粉酶
nM   M
酒化酶
2C2H5OH+2CO2
①对方法一所涉及的反应类型分别为
 
、
 

②对于方法二，M的结构简式为
 

③下列说法正确的是
 
 （填代号）
A、从绿色化学的角度看方法一的原子利用率100%
B、从原料的可再生性来说，方法二最好．
Na2S2O3可用作照相的定影剂等．已知Na2S2O3的某些性质如下：
（1）S2O32-能被I2氧化为S4O62-； （2）酸性条件下S2O32-迅速分解为S和SO2
Ⅰ．市售Na2S2O3中常含有SO42-，请完成以下方案，检验其中含有的SO42-：
实验步骤预期现象或结论
步骤1：取少量固体样品溶于无氧蒸馏水中固体完全溶解得无色澄清溶液
步骤2：
 
步骤3：
 
Ⅱ．利用K2Cr2O7标准溶液可以定量测定市售硫代硫酸钠试剂的纯度，步骤为：
①溶液配制：称取1.0g Na2S2O3试样，用新煮沸并冷却的蒸馏水溶解，最终定容至100mL．
②滴定：取10.00mL0.01mol?L-1K2Cr2O7标准溶液，加硫酸酸化，再加过量KI溶液．
③往步骤②所得溶液加入某指示剂，用Na2S2O3滴定至终点（2S2O32-+I2═S4O62-+2I-），记录Na2S2O3溶液用量，平行滴定3次．
（1）步骤①中必须使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、
 
和
 
．
（2）完成并配平步骤②中的离子反应：
 
Cr2O72-+
 
+
 
I-═
 
I2+
 
Cr3++
 
H2O
（3）步骤③中，指示剂最好选用
 
，该滴定应在接近中性的溶液中进行而不在强酸性溶液进行的原因是
 

（4）若3次滴定Na2S2O3溶液的平均用量为12.00mL，则样品的纯度为
 
．
（Na2S2O3的摩尔质量为158g?mol-1）．
二氧化钛（TiO2）广泛用于制造高级白色油漆，也是许多反应的催化剂．工业上用钛铁矿[主要成分为FeTiO3（钛酸亚铁，不溶于水）、Fe2O3及少量SiO2杂质]作原料，制取二氧化钛及绿矾，其生产流程如图：

回答下列问题：
（1）Ti原子序数为22，则Ti位于周期表第
 
周期，第
 
列．
（2）FeTiO3溶于过量硫酸的离子方程式
 
．
（3）流程中生成TiO2?xH2O离子方程式为
 
．
（4）若铁粉的用量不足，可能导致产品TiO2中混有
 
杂质．
（5）以TiO2为原料制取金属钛的其中一步反应为TiO2+Cl2+C
 高温 
.
 
TiCl4+
 
，已知该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：1，则另一生成物为
 
．
室温下，向25mL 0.1mol/L NaOH溶液中逐滴加入0.2mol/L CH3COOH溶液，曲线如图，若忽略两溶液混合时的体积变化，有关粒子浓度比较或说法正确的是（　　）
A、在A、B间任一点，溶液中一定都有c（Na+）+c（H+）=c（CH3COO-）+c（OH-）
B、在B点时：a=12.5
C、在C点：c（CH3COO-）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（OH-）
D、在D点：c（CH3COO-）=c（CH3COOH）
已知 （CH3COOH）2（g）?2CH3COOH （g），经实验测得不同压强下，体系的平均摩尔质量（
.
M
=
m总
n总
）随温度（T）的变化曲线如图所示，下列说法正确的是（　　）
A、该过程的△H＜0
B、气体压强：P（a）＜P（b）=P（c）
C、平衡常数：K（a）=K（b）＜K（c）
D、测定乙酸的相对分子质量要在高压、低温条件

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