【題目】將甘油(C3H8O3)轉化為高附值產品是當前熱點研究方向,如甘油和水蒸氣、氧氣經催化重整或部分催化氧化可制得氫氣,反應主要過程如下:
(1)下列說法正確的是______(填字母序號)。
a.消耗等量的甘油,反應I的產氫率最高
b.消耗等量的甘油,反應II的放熱最顯著
c.經過計算得到反應III的H3=-237.5 kJ/mol,
d.理論上,通過調控甘油、水蒸氣、氧氣的用量比例可以實現自熱重整反應,即焓變約為0,這體現了科研工作者對吸熱和放熱反應的聯合應用
(2)研究人員經過反復試驗,實際生產中將反應III設定在較高溫度(600~700°C)進行,選擇該溫度范圍的原因有:催化劑活性和選擇性高、____________。
(3)研究人員發(fā)現,反應I的副產物很多,主要含有:CH4、C2H4、CO、CO2、CH3CHO、CH3COOH等,為了顯著提高氫氣的產率,采取以下兩個措施。
①首要抑制產生甲烷的副反應。從原子利用率角度分析其原因:__________________。
②用CaO吸附增強制氫。如圖1所示,請解釋加入CaO的原因:____________________。
(4)制備高效的催化劑是這種制氫方法能大規(guī)模應用于工業(yè)的重要因素。通常將Ni分散在高比表面的載體(SiC、Al2O3、CeO2)上以提高催化效率。分別用三種催化劑進行實驗,持續(xù)通入原料氣,在一段時間內多次取樣,繪制甘油轉化率與時間的關系如圖2所示。
①結合圖2分析Ni/SiC催化劑具有的優(yōu)點是____________________。
②研究發(fā)現造成催化效率隨時間下降的主要原因是副反應產生的大量碳粉(積碳)包裹催化劑,通過加入微量的、可循環(huán)利用的氧化鑭(La2O3)可有效減少積碳。其反應機理包括兩步:
第一步為:La2O3+CO2 La2O2CO3
第二步為:______________________________(寫出化學反應方程式)。
【答案】abcd 產氫率高,化學反應速率快 CH4中氫元素的質量分數最高,抑制產生甲烷的副反應與抑制其它副反應相比,更有利于提高氫原子的利用率 加入CaO可降低二氧化碳的濃度,促進反應I平衡正向移動,提高氫氣的產率 催化效率高,穩(wěn)定性好 La2O2CO3+C= La2O3+2CO
【解析】
(1)抓住表中信息和蓋斯定律分析即可解答;
(2)主要從溫度對反應速率和化學平衡的移動的影響的角度進行分析解答;
(3)①在所有的副產物中,CH4中氫元素的質量分數最高,抑制產生甲烷的副反應與抑制其它副反應相比,更有利于提高氫原子的利用率,據此分析可得結論;②根據圖1可知,加入CaO可降低二氧化碳的濃度,促進反應I平衡正向移動,提高氫氣的產率,據此分析可得結論;
(4)①由圖2信息可知,Ni/SiC催化劑的催化效率并不隨時間的延長而降低,而另兩種催化劑均出現催化效率降低的現象,由此分析解答;②由題給信息可知,氧化鑭在清除積炭過程中(C+CO22CO)起到催劑的作用,則第二步反應為積炭與La2O2CO3反應生成La2O3和CO,由此可得結論。
(1)a.由反應I、反應II、反應III對比可知,消耗等量的甘油,反應I的產氫率最高,故a正確;
b. 由反應I、反應II、反應III對比可知,當消耗1mol甘油時,反應反應II中放出的熱量最多,故b正確;
c.由蓋斯定律可知,H3=H1+H2=(+128kJ/mol)÷2+(-603 kJ/mol)÷2=-237.5 kJ/mol,故c正確;
d.因反應I為吸熱反應,反應II為放熱反應,則在反應過程中可通過調控甘油、水蒸氣、氧氣的用量比例可以實現焓變約為0,故d正確;
故答案為:abcd;
(2)因反應I為吸熱反應,在較高溫度下有利于反應I的進行,從而提高產氫率,同時升高溫度可加快反應速率,故答案為:產氫率高,化學反應速率快;
(3)①在所有的副產物中,CH4中氫元素的質量分數最高,抑制產生甲烷的副反應與抑制其它副反應相比,更有利于提高氫原子的利用率,故答案為:CH4中氫元素的質量分數最高,抑制產生甲烷的副反應與抑制其它副反應相比,更有利于提高氫原子的利用率;
②根據圖1可知,加入CaO可降低二氧化碳的濃度,促進反應I平衡正向移動,提高氫氣的產率,故答案為:加入CaO可降低二氧化碳的濃度,促進反應I平衡正向移動,提高氫氣的產率;
(4)①由圖2信息可知,Ni/SiC催化劑具有催化效率高,穩(wěn)定性好的特點,故答案為:催化效率高,穩(wěn)定性好;
②由題給信息可知,氧化鑭在清除積炭過程中(C+CO22CO)起到催劑的作用,則第二步反應為積炭與La2O2CO3反應生成La2O3,則反應方程式為:La2O2CO3+C= La2O3+2CO,故答案為:La2O2CO3+C= La2O3+2CO。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】有機物的結構可用“鍵線式”表示,如CH3CH=CHCH3可簡寫為。有機物X的鍵線式為,下列說法不正確的是( )
A. X的化學式為C8H8
B. 有機物Y是X的同分異構體,且屬于芳香烴,則Y的結構簡式為
C. X能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
D. X與足量的H2在一定條件下反應可生成飽和烴Z, Z的一氯代物有4種
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某烴A不能使酸性KMnO4溶液褪色,含碳量為92.3%,0.1mol A完全燃燒時生成13.44L二氧化碳(標準狀況)。
(1)A的結構簡式為_________。
(2)根據下列條件寫出有關反應的化學方程式并指明反應類型:
①A與濃硫酸和濃硝酸的混合液反應生成B:__________,___________反應。
②在催化劑作用下A與H2反應生成C:_______________,__________反應。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是
A. 標準狀況下,2.24L SO3中含有的氧原子數目為0.3NA
B. 18gH218O和2H2O的混合物中,所含中子數為10NA
C. 一定條件下,2.3g的金屬鈉完全與氧氣反應時生成3.6g產物時失去的電子數為0.1NA
D. 物質的量濃度為0.1molL﹣1的MgCl2溶液中,含有Cl﹣個數為0.2NA
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列有關物質的分離或提純的說法中正確的是
A. 圖1:從FeCl2溶液中制取FeCl2晶體B. 圖2:過濾NaCl溶液中MgSO4
C. 圖3:用CCl4萃取,從溴水中得到純溴D. 圖4:用蒸餾的方法分離酒精和水
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】氯是海水中含量最豐富的元素,氯的單質及其化合物在生成、生活領域應用廣泛。
(1)自來水廠常用液氯進行殺菌消毒。氯氣溶于水發(fā)生的可逆反應為______________(用離子方程式表示)。
(2)用液氯消毒會產生微量有機氯代物,危害人體健康,可以使用二氧化氯(ClO2)代替液氯。工業(yè)上以黃鐵礦(FeS2)、氯酸鈉(NaClO3)和硫酸溶液混合制備二氧化氯氣體。已知黃鐵礦中的硫元素(-1價)最終氧化成SO42-,寫出制備二氧化氯的離子方程式_____________________________________。
(3)生產漂白粉工廠的主要設備是氯化塔,塔從上到下分為四層,如圖為生產流程示意圖。
生產漂白粉反應的化學方程式為_____________________。實際生產中,將石灰乳(含有3%-6%水分的熟石灰)從塔頂噴灑而下,氯氣從塔的最底層通入。這樣加料的目的是_____________________________。
(4)用莫爾法可以測定溶液中Cl-的含量。莫爾法是一種沉淀滴定法,用標準AgNO3溶液滴定待測液,以K2CrO4為指示劑,滴定終點的現象是溶液中出現磚紅色沉淀(Ag2CrO4)。已知平衡Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+,該滴定過程需要控制pH范圍在6.5~10.5,若pH小于6.5會使測定結果偏高。結合平衡移動原理解釋偏高的原因:_______________________________ 。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某學習小組學習了亞鐵鹽的性質后,欲探究FeSO4溶液分別與Na2CO3溶液、NaHCO3溶液的反應。已知:Fe(OH)2和FeCO3均為白色沉淀,不存在Fe(HCO3)2。實驗操作及現象記錄如下:
(1)甲同學認為實驗a中白色顆粒狀沉淀是FeCO3,寫出該反應的離子方程式:_________________________;他為了證實自己的觀點,進行實驗:取少量白色顆粒狀沉淀,加入__________,發(fā)現產生大量氣泡。
(2)乙同學推測實驗a的白色顆粒狀沉淀中還可能含有Fe(OH)2,他將實驗a中兩種溶液體積均改為15mL后再進行實驗,證實了他的推測。能證明Fe(OH)2存在的實驗現象是___________________________。
(3)實驗b中白色顆粒狀沉淀主要成分也為FeCO3,寫出生成FeCO3的離子方程式:_____________________________。
(4)實驗b中液面上方試管內壁粘附的白色顆粒狀沉淀物變?yōu)榧t褐色,主要原因是潮濕的FeCO3被氧氣氧化,寫出該反應的化學方程式:_________________。
(5)乙同學反思,實驗a中含有Fe(OH)2,實驗b中幾乎不含有Fe(OH)2,對比分析出現差異的原因是_____________________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】實驗室制取氨氣通常有兩種方法:
①用固體氫氧化鈣與氯化銨共熱;
②在常溫下用固體氫氧化鈉與濃氨水反應。
(1)上面的制取裝置圖中,方法①應選用裝置__________(填“A”或“B”,下同);方法②應選用裝置__________。
(2)加熱氯化銨與氫氧化鈣混合物制取氨氣的反應方程式是________________。
(3)在制取后,如果要干燥氨氣,應選用的干燥劑是________________(填字母)。
A.濃硫酸 B.堿石灰 C.五氧化二磷
(4)檢驗集氣瓶中是否收集滿氨氣的方法是__________________________。
查看答案和解析>>
湖北省互聯網違法和不良信息舉報平臺 | 網上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com