利辛高级中学2023~2024学年度第一学期高三12月教学质业检测(243391Z)化学答案

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29.(14分)乙块炔是现代合成塑料、橡胶、纤维、染料和溶剂等许多有机产品的基陆原料。天然气“非催化部分氧化法”制乙炔的工艺过程中涉及的有关反应为：10①甲烷完全氧化：CH,(g)+20,(g)=C0,(g+2H,0(g)△/a-802kJ小md②甲烷部分氧化：CH,(g)+0,(g)=C0(g)+H,(g)+H0(g)△1=-2772小m③甲烷裂解：2CH,(g)=C,H,(g)+3H,(g)A1=+376.4kmo④乙炔裂解：C,H,(g)=2C(s)+H,(g)△H=-227.6kJmo回答下列问题：(1)根据反应③和相关化学键的健能数据（忽略不同环境中C-H键能的差异，如下表所示)：化学键C=C H -H C-H键能/(kJmo)a436413.4估算a=(2)在一绝热等压密闭容器内，以两种不同组成进料，反应中各组分的摩尔分数随温度变化的结果如下图所示（物质i的摩尔分数：x=n,/n)0.04n(0,)/n(CH)=0.480.02n(0,)/(CH)=0.8熟Exp Cal°0.03◆1一CH0.024-C0口…C,H0.0150.02H0.0100.010.0050.00012001300140015001600广170011001200反应温度K反应温度Kn(02在实际生产中选择初始投料比=0.6的原因可能是n(CH.)(3)科学家测定和计算了在一定温度范围内以上反应①.②、③的平衡常数K,的自然对数1nK随（温度的2倒数)的变化关系如图所示，反应③的压强平衡常数20的表达式为K=(用分压代替平衡浓度表830右606古0和示)，表示该反应的曲线是(填字母)，判T×10K断依据是(4)在1000℃时，若只考虑发生反应②和③，已知起始n(CH,)=xmol,初始投料比n(02)=0.6,平衡体系中n(C,H,)=ymol,此时CH,的转化率为50%，则平衡时C0的物n(CH.)质的量为(用以上字母表示，需化简)。(5)副产物中的C0和H,可以用于合成甲醇(CH,OH),但生产成本较高。科学家设计了以H,0,作为氧化剂，Au-P纳米粒子胶体为催化剂，在低温(50℃)下将甲烷直接转化为甲醇的反应路径。CH,在氧化过程中首先生成甲基过氧化氢(CH,0OH),写出此步骤的化学方程式：;新方法的优点是高三理综试题第9页（共12页）