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己二腈[NC(CH24CN]是制造“尼龍-66”(聚己二酰己二胺)的原料,工業(yè)需求量大。其制備工藝很多,發(fā)展前景較好的是利用丙烯腈(CH2=CHCN)電合成己二腈。
Ⅰ.制備丙烯腈
以3-羥基丙酸乙酯通過腈化反應(yīng)合成丙烯腈,產(chǎn)率達(dá)90%~92%,遠(yuǎn)高于目前丙烯法。其反應(yīng)過程如圖:
ⅰ.菁優(yōu)網(wǎng)
ⅱ.菁優(yōu)網(wǎng)
(1)以上兩個反應(yīng)在
高溫
高溫
(填“高溫”“低溫”或“任意溫度”)條件下可自發(fā)進(jìn)行。
(2)能提高丙烯腈的平衡產(chǎn)率的措施有
升高溫度、增加氨的濃度、移除水蒸氣、減壓等
升高溫度、增加氨的濃度、移除水蒸氣、減壓等
。(寫兩種)
(3)向總壓為p0kPa的恒壓密閉容器中加入催化劑,按投料比
n
A
n
N
H
3
=
2
15
加入反應(yīng)物,測得平衡時體系中含碳物質(zhì)(除乙醇)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度的變化如圖所示[A的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=
n
A
n
A
+
n
B
+
n
C
×100%]。菁優(yōu)網(wǎng)
①隨溫度升高,圖中B(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)先增大后減小的原因是
反應(yīng)ⅰ、ⅱ均為吸熱反應(yīng),升高溫度,兩平衡均正向移動,B物質(zhì)在反應(yīng)i產(chǎn)生增多,在反應(yīng)ii消耗減少,最高點(diǎn)前反應(yīng)ⅰ進(jìn)行程度大,最高點(diǎn)后反應(yīng)ⅱ進(jìn)行程度大
反應(yīng)ⅰ、ⅱ均為吸熱反應(yīng),升高溫度,兩平衡均正向移動,B物質(zhì)在反應(yīng)i產(chǎn)生增多,在反應(yīng)ii消耗減少,最高點(diǎn)前反應(yīng)ⅰ進(jìn)行程度大,最高點(diǎn)后反應(yīng)ⅱ進(jìn)行程度大

②a點(diǎn)對應(yīng)反應(yīng)ⅰ的Kp=
p
0
18
p
0
18
kPa(用含p0的代數(shù)式表示)。
Ⅱ.丙烯腈電合成己二腈[NC(CH24CN]
電解原理如圖甲所示(兩極均采用惰性電極),電解過程中主要副產(chǎn)物為丙腈(C2H5CN)。實驗測得,向B極區(qū)電解液中加入少量季銨鹽,并在pH值為8時,己二腈的產(chǎn)率最高。菁優(yōu)網(wǎng)
(4)電極A為
極(填“陽”或“陰”),寫出B電極上①的電極反應(yīng)式:
2CH2CHCN+2H2O+2e-→NC(CH24CN+2OH-
2CH2CHCN+2H2O+2e-→NC(CH24CN+2OH-
。
(5)B極區(qū)溶液呈酸性會導(dǎo)致己二腈的產(chǎn)率降低,原因可能為
H+直接在陰極放電,使電流效率降低,同時生成H更有利于丙烯腈轉(zhuǎn)化為丙腈
H+直接在陰極放電,使電流效率降低,同時生成H更有利于丙烯腈轉(zhuǎn)化為丙腈
。
(6)己二腈、丙腈的生成速率與加入季銨鹽的濃度關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)季銨鹽的濃度為1.5×10-2mol/L時,每小時A極區(qū)溶液的質(zhì)量變化至少為
7.74×10-2
7.74×10-2
g。

【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計算;電解原理
【答案】高溫;升高溫度、增加氨的濃度、移除水蒸氣、減壓等;反應(yīng)ⅰ、ⅱ均為吸熱反應(yīng),升高溫度,兩平衡均正向移動,B物質(zhì)在反應(yīng)i產(chǎn)生增多,在反應(yīng)ii消耗減少,最高點(diǎn)前反應(yīng)ⅰ進(jìn)行程度大,最高點(diǎn)后反應(yīng)ⅱ進(jìn)行程度大;
p
0
18
;陽;2CH2CHCN+2H2O+2e-→NC(CH24CN+2OH-;H+直接在陰極放電,使電流效率降低,同時生成H更有利于丙烯腈轉(zhuǎn)化為丙腈;7.74×10-2
【解答】
【點(diǎn)評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/8/5 8:0:8組卷:9引用:1難度:0.5
相似題
  • 1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
    (1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
     
    kJ?mol-1。
    (2)T1℃時,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經(jīng)25s后達(dá)到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1
    (3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    ①T℃時,向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此時的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計算)Pa2
    ②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)號)。
    A.減小C2H2的濃度
    B.升高溫度
    C.增大壓強(qiáng)
    D.加入合適的催化劑
    (4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為
     
    。

    發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
  • 2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6
  • 3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
    (1)此時A的濃度c(A)=
     
    mol/L,反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
     
    mol/(L?min);
    (3)x的值為
     

    發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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