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“化学反应原理”大题增分强训(一)
1.(2022·山东威海二模)环氧乙烷(8,别称E0)是
该过程在两个独立的电解槽中实现,装置如图3所
重要的杀菌剂和工业合成原料。回答下列问题:
示,在电解槽2中利用氯离子介导制备环氧乙烷,内
(一)乙烯直接氧化法
部结构如图4所示。
反应1:CH,-CH,(g)+20(g)一→八(g)△H,
质子交换膜
20
302
0.50
反应Ⅱ:CH2一CH2(g)+3O2(g)→2CO2(g)+
6H20
H2O
(2H
2H2O(g)△H2
电解槽1
电解槽2
(1)乙烯与O2在a、b两种催化剂作用下发生反应,
图3
催化剂的催化活性(用EO%衡量)及生成EO的选
择性(用EO选择性%表示)与温度(T)的变化曲线
2c,+H,0-=H0C1+H+
1
如图1所示
01
3.0
90
图4
2.5
2.0
催化剂a
催化剂b
80
①电解槽1中阴极的电极反应式为
1.5
70此
1.0
60
0.5
50
②图4虚线框中发生的反应为C2H4+HOCI
0.0
195200205210215220225230235210T/℃
HOCH,CH2 CI
图1
H++OH—H2O:
①依据图给信息,选择制备环氧乙烷的适宜条件为
2.(2022·山东日照三模)丙烯腈(、彡N)是一种重要
的化工原料,广泛应用于三大有机合成材料的生产
②M点后曲线下降的原因为
中。以0入人。入为原料合成丙烯腈的主要反应
③下列说法正确的有
(填标号)。
如下:
A.催化剂的选择性越高,其达到最高反应活性所需
y入(g)十H2O(g)
的温度越高
B.催化剂的催化活性与温度成正比
△H1>0
C.不同催化剂达到最高活性时的温度不同
TiO
Ⅱ.人o入(g)+NH3(g)
3彡N(g)+H2O(g)
(2)设K)为相对压力平衡常数,血
+0F(g)△H2>0
其表达式写法:在浓度平衡常数
回答下列问题:
表达式中,用相对分压代替浓度。
(1)已知部分化学键的键能如下表所示:
气体的相对分压等于其分压(单
(号×10/K
化学键
c-o c-cc-cC-Ho-H C-o
位为kPa)除以po(po
图2
键能/
1O0kPa)。反应I、Ⅱ对应的-lnK5随六(温度的
351
348
615
413
463
745
(kJ·mol-1)
倒数)的变化如图2所示。
据此计算△H,=
①△H2
0(填“>”或“<”)
(2)在盛有催化剂TiO2、压强为100kPa的恒压密
②在T℃的恒温、恒容密闭容器中,按体积分数充
入反应混合气体:乙烯30%、氧气7%,其余混合气:
闭容器中按体积比2:15充入H0人入(g)和
63%(致稳气),发生反应I(忽略反应Ⅱ)。平衡时:
NH(g)发生反应,通过实验测得平衡体系中含碳
体系压强为2000kPa,乙烯的转化率为a,则T℃:
物质(乙醇除外)的物质的量分数随温度的变化如图
下反应I的相对压力平衡常数K,=
1所示[例如H0人o入的物质的量分数w%
(二)电化学合成法
(3)科学家利用CO2、水合成环氧乙烷,有利于实现
n(O
×100%]。
碳中和。总反应为2C02+2H20八+2.502,
)十n(乡N)
173
100
(2)NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应
9300
均为放热反应。工业尾气中的NH3可通过催化氧
化为N2除去。将一定比例的NH3、O2和N2的混
00
合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,NH
30
的转化率、N2的选择性
「2n(N2)
n(NH2)
×100%与温度
10
0
的关系如图所示。
200
250
300
100F
100
图1
80
90
60
80
①H0入一入的名称为
10
70
(用系统命名法命名)。
204
175200225250275300
J60
②随着温度的升高,一
0入(g)的平衡体积分数先
温度/℃
增大后减小的原因为
①其他条件不变,在175~300℃范围内升高温度,
出口处氮氧化物的量
(填“增大”或“减小”)
NH3的平衡转化率
(填“增大”或“减小”)。
③图中A点对应反应Ⅱ的标准平衡常数K=
②需研发
(填“高温”或“低温”)下N2的选
(保留两位有效数字)。[其表达式为用相对
择性高的催化剂,能更有效除去尾气中的NH3。
分压代替浓度平衡常数表达式中的浓度,气体的相对
(3)在催化剂条件下发生反应:2NO(g)十2CO(g)
分压等于其分压(单位为kPa)除以p(p=l00kPa]
一N2(g)+2CO2(g)可消除NO和CO对环境的
④实际生产中若充入一定量氨气可提高丙烯腈的平
污染。为探究温度对该反应的影响,实验初始时体
衡产率,原因为
系中气体分压p(NO)=p(CO)且p