乙烯是生產(chǎn)塑料和合成橡膠的重要有機(jī)原料,乙苯催化脫氫制備苯乙烯是目前生產(chǎn)苯乙烯的主要方法,反應(yīng)如下:ΔH1=+124kJ/mol。
(1)工業(yè)上,通常在乙苯蒸氣中摻混水蒸氣,反應(yīng)溫度維持在600℃,并保持體系總壓為常壓的條件下進(jìn)行反應(yīng)。在不同反應(yīng)溫度下,乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性(指除了H2以外的產(chǎn)物中苯乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))示意圖如圖。
①一般控制原料氣中水油比[n(水)n(乙苯)]為9,若水油比增大,乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率 增大增大(填“增大”或“減小”),理由是 正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),保持壓強(qiáng)不變,加入水蒸氣,容器體積應(yīng)增大,等效為降低壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),保持壓強(qiáng)不變,加入水蒸氣,容器體積應(yīng)增大,等效為降低壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。
②控制反應(yīng)溫度為600℃的理由是 600℃時(shí)乙苯的轉(zhuǎn)化率與苯乙烯的選擇性均較高,溫度過(guò)低,反應(yīng)速率較慢,轉(zhuǎn)化率較低,溫度過(guò)高,選擇性下降,高溫下可能失催化劑失去活性,且消耗能量較大600℃時(shí)乙苯的轉(zhuǎn)化率與苯乙烯的選擇性均較高,溫度過(guò)低,反應(yīng)速率較慢,轉(zhuǎn)化率較低,溫度過(guò)高,選擇性下降,高溫下可能失催化劑失去活性,且消耗能量較大。
(2)某研究機(jī)構(gòu)用CO2代替水蒸氣開(kāi)發(fā)了綠色化學(xué)合成工藝。反應(yīng)方程式為:CH2CH3(g)+CO2(g)催化劑CH═CH2(g)+CO(g)+H2O(g)ΔH2
反應(yīng)歷程如圖:
①已知:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)ΔH3=-41kJ/mol。則ΔH2=+165+165kJ/mol。
②催化劑表面酸堿性對(duì)乙苯脫氫反應(yīng)性能影響較大,根據(jù)反應(yīng)歷程分析,如果催化劑表面堿性太強(qiáng),對(duì)反應(yīng)造成的影響為:降低乙苯的轉(zhuǎn)化率降低乙苯的轉(zhuǎn)化率(說(shuō)出一點(diǎn)即可)。
③一定溫度下,向恒容密閉容器中充入2mol乙苯和2molCO2,起始?jí)簭?qiáng)為p0,平衡時(shí)容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量為5mol,乙苯的轉(zhuǎn)化率為 50%50%,用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=0.25p00.25p0(已知:氣體分壓=氣體總壓×氣體體積分?jǐn)?shù))。
n
(
水
)
n
(
乙苯
)
催化劑
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算;化學(xué)平衡的影響因素.
【答案】增大;正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),保持壓強(qiáng)不變,加入水蒸氣,容器體積應(yīng)增大,等效為降低壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);600℃時(shí)乙苯的轉(zhuǎn)化率與苯乙烯的選擇性均較高,溫度過(guò)低,反應(yīng)速率較慢,轉(zhuǎn)化率較低,溫度過(guò)高,選擇性下降,高溫下可能失催化劑失去活性,且消耗能量較大;+165;降低乙苯的轉(zhuǎn)化率;50%;0.25p0
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:32引用:1難度:0.5
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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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