丙烯腈（CH2CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用丙烯

更新 2022-09-04
科目化学
题型解答题
难度中等
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丙烯腈（CH ₂=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用"丙烯氨氧化法"生产．主要副产物有丙烯醛（CH ₂=CHCHO）和乙腈（CH ₃CN）等。回答下列问题：

（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C ₃H ₃N）和副产物丙烯醛（C ₃H ₄O）。热化学方程式如下：①C ₃H ₆（g）+NH ₃（g）+ $\frac{3}{2}$ O ₂（g）═C ₃H ₃N（g）+3H ₂O（g）△H=﹣515kJ•mol ^﹣ ¹

②C ₃H ₆（g）+O ₂（g）═C ₃H ₄O（g）+H ₂O（g）△H=﹣353kJ•mol ^﹣ ¹

两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是________；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是________；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________．

（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460℃．低于460℃时，丙烯腈的产率________（填"是"或"不是"）对应温度下的平衡转化率，判断理由是________；高于460℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是________（双选，填标号）．

A．	催化剂活性降低	B．	平衡常数变大
C．	副反应增多	D．	反应活化能增大

（3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示．由图可知，最佳n（氨）/n（丙烯）约为________，理由是________．进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为________．

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$Ni 、 Co$ 均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含 ${Ni}^{2+} 、 {Co}^{2+} 、 {Al}^{3+} 、 {Mg}^{2+}$ )中，利用氨浸工艺可提取 $Ni 、 Co$ ，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下：

已知：氨性溶液由 ${NH}_{3} \cdot H_{2} O$ 、 ${({NH}_{4})}_{2} {SO}_{3}$ 和 ${({NH}_{4})}_{2} {CO}_{3}$ 配制。常温下， ${Ni}^{2+} 、 {Co}^{2+} 、 {Co}^{3+}$ 与 ${NH}_{3}$ 形成可溶于水的配离子： ${lgK}_{b} ({NH}_{3} \cdot H_{2} O) =-4.7$ ； ${Co(OH)}_{2}$ 易被空气氧化为 ${Co(OH)}_{3}$ ；部分氢氧化物的 $K_{sp}$ 如下表。

氢氧化物	${Co(OH)}_{2}$	${Co(OH)}_{3}$	${Ni(OH)}_{2}$	${Al(OH)}_{3}$	${Mg(OH)}_{2}$
$K_{sp}$	$5.9 \times 10^{-15}$	$1.6 \times 10^{-44}$	$5.5 \times 10^{-16}$	$1.3 \times 10^{-33}$	$5.6 \times 10^{-12}$

回答下列问题：

（1）活性 $MgO$ 可与水反应，化学方程式为___________。

（2）常温下， $pH=9.9$ 的氨性溶液中， $c ({NH}_{3} \cdot H_{2} O)$ ___________ $c ({NH}_{4}^{+})$ (填“>”“<”或“=”)。

（3）“氨浸”时，由 ${Co(OH)}_{3}$ 转化为 ${[Co {({NH}_{3})}_{6}]}^{2+}$ 的离子方程式为___________。

（4） ${({NH}_{4})}_{2} {CO}_{3}$ 会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中，出现了 ${NH}_{4} {Al(OH)}_{2} {CO}_{3}$ 的明锐衍射峰。

① ${NH}_{4} {Al(OH)}_{2} {CO}_{3}$ 属于___________(填“晶体”或“非晶体”)。

② ${({NH}_{4})}_{2} {CO}_{3}$ 提高了 $Ni 、 Co$ 的浸取速率，其原因是___________。

（5）①“析晶”过程中通入的酸性气体A为___________。

②由 ${CoCl}_{2}$ 可制备 ${Al}_{x} {CoO}_{y}$ 晶体，其立方晶胞如图。 $Al$ 与O最小间距大于 $Co$ 与O最小间距，x、y为整数，则 $Co$ 在晶胞中的位置为___________；晶体中一个 $Al$ 周围与其最近的O的个数为___________。

（6）①“结晶纯化”过程中，没有引入新物质。晶体A含6个结晶水，则所得 ${HNO}_{3}$ 溶液中 $n ({HNO}_{3})$ 与 $n (H_{2} O)$ 的比值，理论上最高为___________。

②“热解”对于从矿石提取 $Ni 、 Co$ 工艺的意义，在于可重复利用 ${HNO}_{3}$ 和___________(填化学式)。

题型：未知
难度：未知

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化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式 ${Q=cρV}_{总} \cdot ΔT$ 计算获得。

（1）盐酸浓度的测定：移取 $20.00 mL$ 待测液，加入指示剂，用 $0.5000 mol \cdot L^{-1} NaOH$ 溶液滴定至终点，消耗 $NaOH$ 溶液 $22.00 mL$ 。

①上述滴定操作用到的仪器有___________。

A．

B．

C．

D．

②该盐酸浓度为___________ $mol \cdot L^{-1}$ 。

（2）热量的测定：取上述 $NaOH$ 溶液和盐酸各 $50 mL$ 进行反应，测得反应前后体系的温度值( $° C$ )分别为 $T_{0} 、 T_{1}$ ，则该过程放出的热量为___________ $J$ (c和 $ρ$ 分别取 $4.18 J \cdot g^{-1} \cdot ° C^{-1}$ 和 $1.0 g \cdot {mL}^{-1}$ ，忽略水以外各物质吸收的热量，下同)。

（3）借鉴(2)的方法，甲同学测量放热反应 ${Fe(s)+CuSO}_{4} {(aq)=FeSO}_{4} (aq)+Cu(s)$ 的焓变 $ΔH$ (忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见下表。

序号	反应试剂		体系温度/ $° C$
序号	反应试剂		反应前	反应后
i	$0.20 mol \cdot L^{-1} {CuSO}_{4}$ 溶液 $100 mL$	$1.20 g Fe$ 粉	a	b
ii	$0.20 mol \cdot L^{-1} {CuSO}_{4}$ 溶液 $100 mL$	$0.56 g Fe$ 粉	a	c

①温度：b___________c(填“>”“<”或“=”)。

② $ΔH=$ ___________(选择表中一组数据计算)。结果表明，该方法可行。

（4）乙同学也借鉴(2)的方法，测量反应 ${A:Fe(s)+Fe}_{2} {({SO}_{4})}_{3} {(aq)=3FeSO}_{4} (aq)$ 的焓变。

查阅资料：配制 ${Fe}_{2} {({SO}_{4})}_{3}$ 溶液时需加入酸。加酸的目的是___________。

提出猜想： $Fe$ 粉与 ${Fe}_{2} {({SO}_{4})}_{3}$ 溶液混合，在反应A进行的过程中，可能存在 $Fe$ 粉和酸的反应。

验证猜想：用 $pH$ 试纸测得 ${Fe}_{2} {({SO}_{4})}_{3}$ 溶液的 $pH$ 不大于1；向少量 ${Fe}_{2} {({SO}_{4})}_{3}$ 溶液中加入 $Fe$ 粉，溶液颜色变浅的同时有气泡冒出，说明存在反应A和___________(用离子方程式表示)。

实验小结：猜想成立，不能直接测反应A的焓变。

教师指导：鉴于以上问题，特别是气体生成带来的干扰，需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。

优化设计：乙同学根据相关原理，重新设计了优化的实验方案，获得了反应A的焓变。该方案为___________。

（5）化学能可转化为热能，写出其在生产或生活中的一种应用___________。

题型：未知
难度：未知

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氰基丙烯酸酯在碱性条件下能快速聚合为从而具有胶黏性．某种氰基丙烯酸酯（G）的合成路线如下：

已知：

①A的相对分子质量为58，氧元素质量分数为0.276，核磁共振氢谱显示为单峰

②

回答下列问题：

（1）A的化学名称为________．

（2）B的结构简式为________．其核磁共振氢谱显示为________组峰，峰面积比为________．

（3）由C生成D的反应类型为________．

（4）由D生成E的化学方程式为________．

（5）G中的官能团有________、________、________．（填官能团名称）

（6）G的同分异构体中，与G具有相同官能团且能发生银镜反应的共有________种．（不含立体结构）

题型：未知
难度：未知

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某班同学用如下实验探究Fe²⁺、Fe³⁺的性质．回答下列问题：

（1）分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol/L 的溶液．在FeCl₂溶液中需加入少量铁屑，其目的是________．

（2）甲组同学取2mL FeCl₂溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl₂可将Fe²⁺氧化．FeCl₂溶液与氯水反应的离子方程式为________．

（3）乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mL FeCl₂溶液中先加入0.5mL 煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是________．

（4）丙组同学取10mL 0.1mol•L^﹣¹KI溶液，加入6mL 0.1mol•L^﹣¹ FeCl₃溶液混合．分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验：

①第一支试管中加入1mL CCl₄充分振荡、静置，CCl₄层显紫色；

②第二支试管中加入1滴K₃[Fe（CN）₆]溶液，生成蓝色沉淀；

③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红．

实验②检验的离子是________（填离子符号）；实验①和③说明：在I^﹣过量的情况下，溶液中仍含有________（填离子符号），由此可以证明该氧化还原反应为________．

（5）丁组同学向盛有H₂O₂溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl₂溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为________；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成，产生气泡的原因是________，生成沉淀的原因是________（用平衡移动原理解释）．

题型：未知
难度：未知

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丙烯腈（CH ₂=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用"丙烯氨氧化法"生产．主要副产物有丙烯醛（CH ₂=CHCHO）和乙腈（CH ₃CN）等。回答下列问题：

②C ₃H ₆（g）+O ₂（g）═C ₃H ₄O（g）+H ₂O（g）△H=﹣353kJ•mol ^﹣ ¹

两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是________；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是________；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________．

A．	催化剂活性降低	B．	平衡常数变大
C．	副反应增多	D．	反应活化能增大

题型：未知
难度：未知

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