丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题-优题课

题文

丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：

（1）正丁烷（ $C_{4} H_{10}$ ）脱氢制1-丁烯（ $C_{4} H_{8}$ ）的热化学方程式如下：

① $C_{4} H_{10} (g) = C_{4} H_{8} (g) + H_{2} (g)$ Δ H ₁

已知：② $C_{4} H_{10} (g) + O_{2} (g) = C_{4} H_{8} (g) + H_{2} O (g) Δ H_{2} = - 119 k J \cdot m o l^{- 1}$

③ $H_{2} (g) + O_{2} (g) = H_{2} O (g) Δ H_{3} = - 242 k J \cdot m o l^{- 1}$

反应①的Δ H ₁为________kJ·mol ⁻¹。图（a）是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图， x_________0.1（填"大于"或"小于"）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是__________（填标号）。

A．

升高温度

B．

降低温度

C．

增大压强

D．

降低压强

（2）丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b）为丁烯产率与进料气中 n（氢气）/ n（丁烷）的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是___________。

（3）图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_____________。

科目化学题型实验题难度中等

知识点：化学平衡的影响因素化学平衡的调控作用用盖斯定律进行有关反应热的计算化学平衡移动原理转化率随温度、压强的变化曲线

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二苯基乙二酮常用作医药中间体及紫外线固化剂，可由二苯基羟乙酮氧化制得，反应的化学方程式及装置图（部分装置省略）如下：

在反应装置中，加入原料及溶剂，搅拌下加热回流。反应结束后加水煮沸，冷却后即有二苯基乙二酮精产品析出，用70%乙醇水溶液重结晶提纯。重结晶过程。
加热溶解→活性炭脱色→趁热过滤→冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥

请回答以下问题：
（1）写出装置图中下班仪器的名称：a.b

（2）趁势过滤后，滤液冷却结晶。一般情况下，下列哪些因素有利于得到较大的晶体：

A．缓慢冷却溶液 B．溶液深度较高
C．溶质溶解度较小 D．缓慢蒸发溶剂
如果溶液发生过饱和现象，可采用.等方法促进晶体析出。
（3）抽滤所用的滤纸应略（填"大于"或"小于"）布氏漏斗内径，将全部小孔盖住。烧杯中的二苯基乙二酮品体转人布氏漏斗时，杯壁上往往还粘有少量晶体，需选用液体将杯壁上的晶体冲洗下来后转入布氏漏斗，下列液体最合适的是

A．无水乙醇 B．饱和氯化钠溶液
C．70%乙醇水溶液 D．滤液
（4）上述重结晶过程中的哪一步操作除去了不溶性杂质：。
（5）某同学采用薄层色谱（原理和操作与纸层析类同）跟踪反应进程，分别在反应开始，回流15 $m i n$ 、30 $m i n$ 、45 $m i n$ 和60 $m i n$ 时，用毛细管取样、点样，薄层色谱展开后的斑点如下图所示。该实验条件下比较合适的回流时间是。
A. 15 $m i n$ B.30 $m i n$ C. 45 $m i n$ D.60 $m i n$

某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵（ $N H_{2} C O O N H_{4}$ ）分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。
（1）将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：
$N H_{2} C O O N H_{4} (s)$ $2 N H_{3} (g) + C O_{2} (g)$

实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：

温度/℃	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡总压强/ $k P a$	5.7	8.3	12.0	17.1	24.0
平衡气体总浓度/ $m o l / L$	2.4×10^-3	3.4×10^-3	4.8×10^-3	6.8×10^-3	9.4×10^-3

①可以判断该分解反应已经达到平衡的是。

A．	$2 v (N H_{2}) = v (C O_{2})$	B．	密闭容器中总压强不变
C．	密闭容器中混合气体的密度不变	D．	密闭容器中氨气的体积分数不变

②根据表中数据，列式计算25.0℃时的分解平衡常数：

③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25.0℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量是(填"增加"，"减少"或"不变"）。
④氨基甲酸铵分解反应的焓变 $△ H$ O(填"＞"、"="或"＜"),熵变 $△ S$ O
(填"＞"、"="或"＜")。
(2)已知： $N H_{2} C O O N H_{4} + 2 H_{2} O$ $N H_{4} H C O_{2} + N H_{3} \cdot H_{2} O$

该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率，得到 $c (N H_{2} C O O^{2 -})$ 时间的变化趋势如图所示。

⑤计算 $25.0 {}^{°}C$ 时，0-6 $m i n$ 氨基甲酸铵水解反应的平抑速率。
⑥根据图中信息，如何说明该水解反应速率随温度升高而增大：。

食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的．已知：氧化性： $I O_{3}^{-} > F e^{3 +} > I_{2}$ ；还原性： $S_{2} O_{3}^{2 -} > I^{-}$ $3 I_{2} + 6 O H^{-} = I O_{3}^{-} + 5 I^{-} + 3 H_{2} O$ ；
$K I + I_{2} = K I_{3}$

（1）某学习小组对加碘盐进行如下实验：取一定量某加碘盐（可能含有 $K I O_{3}$ 、 $K I$ 、 $M g^{2 +}$ 、 $F e^{3 +}$ ），用适量蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化，将所得溶液分为3份．第一份试液中滴加 $K S C N$ 溶液后显红色；第二份试液中加足量 $K I$ 固体，溶液显淡黄色，用 $C C l_{4}$ 萃取，下层溶液显紫红色；第三份试液中加入适量 $K I O_{3}$ 固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色．
①加 $K S C N$ 溶液显红色，该红色物质是（用化学式表示）； $C C l_{4}$ 中显紫红色的物质是（用电子式表示）．
②第二份试液中加入足量 $K I$ 固体后，反应的离子方程式为、．
（2） $K I$ 作为加碘剂的食盐在保存过程中，由于空气中氧气的作用，容易引起碘的损失．写出潮湿环境下 $K I$ 与氧气反应的化学方程式：．将 $I_{2}$ 溶于 $K I$ 溶液，在低温条件下，可制得 $K I_{3} \cdot H_{2} O$ ．该物质作为食盐加碘剂是否合适？（填"是"或"否"），并说明理由．
（3）为了提高加碘盐（添加 $K I$ ）的稳定性，可加稳定剂减少碘的损失．下列物质中有可能作为稳定剂的是．

N a_{2} S_{2} O_{3}

A l C l_{3}

N a_{2} C O_{3}

N a N O_{2}

（4）对含 $F e^{2 +}$ 较多的食盐（假设不含 $F e^{3 +}$ ），可选用 $K I$ 作为加碘剂．请设计实验方案，检验该加碘盐中的 $F e^{2 +}$ ．．

地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环节问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程，利用 $F e$ 粉和 $K N O_{3}$ 溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。
（1）实验前：①先用0.1 $m o l \cdot L^{- 1}$ $H_{2} S O_{4}$ 洗涤 $F e$ 粉，其目的是，然后用蒸馏水洗涤至中性；②将 $K N O_{3}$ 溶液的 $p H$ 调至2.5；③为防止空气中的 $O_{2}$ 对脱氮的影响，应向 $K N O_{3}$ 溶液中通入（写化学式）。
（2）右图表示足量 $F e$ 粉还原上述 $K N O_{3}$ 溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、 $p H$ 随时间的变化关系（部分副反应产物曲线略去）。请根据图中信息写出t₁时刻前该反应的离子方程式。t₁时刻后，改反应仍在进行，溶液中 $N {H_{4}}^{+}$ 的浓度在增大， $F e^{2 +}$ 的浓度却没有增大，可能的原因是。

（3）改课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：溶液的 $p H$ ；
假设二：；
假设二：；
（4）请你设计实验验证上述假设一，写出实验步骤及结论。（已知：溶液中的 $N {O_{3}}^{-}$ 浓度可用离子色谱仪测定)

$M n O_{2}$ 是一种重要的无机功能材料，粗 $M n O_{2}$ 的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗 $M n O_{2}$ （含有较多的 $M n O_{2}$ 和 $M n C O_{3}$ ）样品转化为纯 $M n O_{2}$ 实验，其流程如下：

（1）第①步加稀 $H_{2} S O_{4}$ 时，粗 $M n O_{2}$ 样品中的（写化学式）转化为可溶性物质。
（2）第②步反应的离子方程式+ $C l O_{3}$ +＝ $M n O_{2} ↓$ + $C l_{2} ↓$ +。
（3）第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台（含铁圈）、、、，已知蒸发得到的固体中有 $N a C l O_{3}$ 和 $N a O H$ ，则一定还有含有（写化学式）。
（4）若粗 $M n O_{2}$ 样品的质量为12.69 $g$ ，第①步反应后，经过滤得到8.7 $g$ $M n O_{2}$ ，并收集到0.224 $L$ $C O_{2}$ （标准状况下载），则在第②步反应中至少需要mol $N a C l O_{3}$

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