低碳烯烴(乙烯、丙烯、丁烯等)作為重要的基本化工原料,在現(xiàn)代石油和化學(xué)工業(yè)中起著舉足輕重的作用。一定條件下,碘甲烷(CH3I)熱裂解制低碳烯烴的主要反應(yīng)有:
反應(yīng)Ⅰ2CH3I(g)?C2H4(g)+2HI(g)ΔH1Kp1=a
反應(yīng)Ⅱ3C2H4(g)?2C3H6(g)ΔH3Kp2=b
反應(yīng)Ⅲ2C2H4(g)?C4H8(g)ΔH3Kp3=c
反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ在不同溫度下的分壓平衡常數(shù)Kp如表1,回答下列問(wèn)題:
表1
T/Kp | 298K | 323K | 423K | 523K | 623K | 723K |
反應(yīng)Ⅰ | 7.77×10-8 | 1.65×10-6 | 1.05×10-2 | 2.80 | 1.41×102 | 2.64×103 |
反應(yīng)Ⅱ | 7.16×1013 | 2.33×1012 | 1.48×108 | 3.73×105 | 6.42×103 | 3.40×102 |
反應(yīng)Ⅲ | 2.66×1011 | 6.04×109 | 1.40×105 | 1.94×102 | 2.24 | 8.99×10-2 |
>
>
0(填“>”或“<”,下同)。(2)實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中,若存在副反應(yīng):4C3H6(g)?3C4H8(g)ΔH4Kp4
則Kp=
c
3
b
2
c
3
b
2
<
<
0。(3)控制條件只發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,測(cè)得壓強(qiáng)對(duì)平衡體系中n(C3H6)/n(C2H4)的影響如表2。
p/MPa | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.4 | 1.6 | 1.8 | 2.0 |
n ( C 3 H 6 ) n ( C 2 H 4 ) |
1.42 | 1.75 | 1.98 | 2.15 | 2.30 | 2.42 | 2.53 | 2.63 | 2.72 | 2.80 |
n
(
C
3
H
6
)
n
(
C
2
H
4
)
加壓,反應(yīng)Ⅰ平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)Ⅱ、反應(yīng)Ⅲ平衡正向移動(dòng),C2H4的生成量減少,且不斷消耗,同時(shí)C3H6的生成量增多
加壓,反應(yīng)Ⅰ平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)Ⅱ、反應(yīng)Ⅲ平衡正向移動(dòng),C2H4的生成量減少,且不斷消耗,同時(shí)C3H6的生成量增多
。(4)結(jié)合信息,請(qǐng)推測(cè)有利于提高乙烯產(chǎn)率的措施
使用對(duì)反應(yīng)Ⅰ選擇性更高的催化劑,較高的溫度或較低的壓強(qiáng)
使用對(duì)反應(yīng)Ⅰ選擇性更高的催化劑,較高的溫度或較低的壓強(qiáng)
。(5)其它條件不變,向容積為1L的密閉容器中投入1molCH3I(g),假定只發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,溫度對(duì)平衡體系中乙烯、丙烯和丁烯所占物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的影響如圖,715K時(shí)CH3I(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為
80%
80%
,反應(yīng)Ⅰ以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的平衡常數(shù)Kx=0.64
0.64
。(6)GaAs的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示,將Mn摻雜到GaAs的晶體中得到稀磁性半導(dǎo)體材料如圖乙所示。
①圖甲中,GaAs的相對(duì)分子質(zhì)量為M,晶體密度為ρg?cm-3,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則晶胞中距離最近的兩個(gè)Ga原子間距離為
2
2
3
4
M
N
A
ρ
2
2
3
4
M
N
A
ρ
②圖乙中摻雜Mn之后,晶體中Mn、Ga、As的原子個(gè)數(shù)比為
5:27:32
5:27:32
。【答案】>;;<;加壓,反應(yīng)Ⅰ平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)Ⅱ、反應(yīng)Ⅲ平衡正向移動(dòng),C2H4的生成量減少,且不斷消耗,同時(shí)C3H6的生成量增多;使用對(duì)反應(yīng)Ⅰ選擇性更高的催化劑,較高的溫度或較低的壓強(qiáng);80%;0.64;××107;5:27:32
c
3
b
2
2
2
3
4
M
N
A
ρ
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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:2024/10/2 0:0:1組卷:37引用:1難度:0.4
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1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來(lái),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(lái)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=
(2)T1℃時(shí),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(shí),測(cè)得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí),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
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
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(yáng)極的電極反應(yīng)式為發(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( )
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(cè)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(shí)A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(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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