丙烯腈(CH2=CHCN)是一種重要的化工原料,工業(yè)上可用“丙烯氨氧化法”生產(chǎn),副產(chǎn)物有乙腈(CH3CN)、氫氰酸、丙烯醛(C3H4O)等,以丙烯、氨氣和氧氣為原料,在催化劑存在下合成丙烯腈的主要反應(yīng)如下:
Ⅰ.C3H6(g)+NH3(g)+32O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g) ΔH1=-515kJ/mol
Ⅱ.C3H6(g)+O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) ΔH2=-353kJ/mol
回答下列問題:
(1)C3H4O(g)+NH3(g)+32O2(g)=C3H3N(g)+2H2O(g) ΔH=-162-162kJ/mol。
(2)反應(yīng)Ⅰ在 任意任意(填“高溫”“低溫”或“任意”)條件下可自發(fā)進(jìn)行;恒溫恒容條件下,若容器內(nèi)只發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,下列選項表明反應(yīng)一定已經(jīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是 BCBC。
A.容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化
B.容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化
C.容器內(nèi)壓強不再變化
D.v(NH3):v(O2)=2:3
(3)恒溫下,充入丙烯、氨氣和氧氣發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ,體系達(dá)到平衡后,若壓縮容器體積,則反應(yīng)II的平衡移動方向為 正反應(yīng)方向正反應(yīng)方向(填“正反應(yīng)方向”“逆反應(yīng)方向”或“不移動”)。
(4)已知對于反應(yīng):aA(g)+bB(g)?cC(g)+dD(g),其標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù):Kθ=[p(C)pθ]c×[p(D)pθ]d[p(A)pθ]a×[p(B)pθ]b。T℃,壓強為16pθ的恒壓密閉容器中,通入1mol丙烯、1mol氨氣和3mol氧氣發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ,達(dá)到平衡時,容器內(nèi)有amolC3H3N(g),bmolC3H4O(g),此時H2O(g)的分壓p(H2O)=3a+b5+0.5a×16pθ3a+b5+0.5a×16pθ(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),用含a,b的代數(shù)式表示,下同);反應(yīng)Ⅱ的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為 (3a+b)b(1-a-b)(3-1.5a-b)(3a+b)b(1-a-b)(3-1.5a-b)。
(5)以丙烯腈為原料,利用電解原理合成已二腈[CN(CH2)4CN]可減少氮氧化物的排放,其裝置如圖所示,電解時Pb電極發(fā)生的電極反應(yīng)式為 2CH2=CHCN+2e-+2H+=CN(CH2)4CN2CH2=CHCN+2e-+2H+=CN(CH2)4CN。
3
2
3
2
[
p
(
C
)
p
θ
]
c
×
[
p
(
D
)
p
θ
]
d
[
p
(
A
)
p
θ
]
a
×
[
p
(
B
)
p
θ
]
b
3
a
+
b
5
+
0
.
5
a
3
a
+
b
5
+
0
.
5
a
(
3
a
+
b
)
b
(
1
-
a
-
b
)
(
3
-
1
.
5
a
-
b
)
(
3
a
+
b
)
b
(
1
-
a
-
b
)
(
3
-
1
.
5
a
-
b
)
【答案】-162;任意;BC;正反應(yīng)方向;×16pθ;;2CH2=CHCN+2e-+2H+=CN(CH2)4CN
3
a
+
b
5
+
0
.
5
a
(
3
a
+
b
)
b
(
1
-
a
-
b
)
(
3
-
1
.
5
a
-
b
)
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:50引用:3難度:0.5
相似題
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1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下:
Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應(yīng))
Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應(yīng))
(1)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步:
i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應(yīng)速率較快)
ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應(yīng)速率較慢)
①ΔH1=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應(yīng)I速率影響更大,其原因是
(2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對相關(guān)量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應(yīng)選擇800℃的原因是
(3)在800℃時,=n(CO2)n(C2H6),充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應(yīng),初始壓強為P,一段時間達(dá)到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=13
(4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應(yīng):2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時,向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過程中CH4的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)?c2(H2),k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時═k逆k正
(5)我國科學(xué)家使用電化學(xué)的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M是電源的
②陽極電極反應(yīng)式是發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6 -
2.一定條件下,可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計算平衡常數(shù)更方便.下列說法不正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7 -
3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2,兩個競爭反應(yīng)化學(xué)方程式如下:
Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應(yīng),相同時間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知:有效轉(zhuǎn)化率=×100%制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量
下列說法不正確的是( )發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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