苯乙烯是一種重要的有機化工原料,可利用乙苯催化脫氫法制備,實際生產(chǎn)中常在體系中充入一定量的CO2,主要反應(yīng)如下:
Ⅰ.C8H10(g)?C8H8(g)+H2(g)△H1=+117.6kJ?mol-1;
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ?mol-1?;卮鹣铝袉栴}:
(1)相比于乙苯直接脫氫制苯乙烯,工業(yè)實際生產(chǎn)中充入一定量CO2的優(yōu)點為 消耗H2,有利于反應(yīng)I平衡正向移動,增大反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率消耗H2,有利于反應(yīng)I平衡正向移動,增大反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率(任寫一點)﹔二氧化碳與乙苯氣體反應(yīng)生成苯乙烯氣體、一氧化碳和水蒸氣的熱化學(xué)方程式為 C8H10(g)+CO2(g)?C8H8(g)+CO(g)+H2O(g)△H=+158.8kJ/molC8H10(g)+CO2(g)?C8H8(g)+CO(g)+H2O(g)△H=+158.8kJ/mol。
(2)一定溫度下,起始向10L盛放催化劑的恒容密閉容器中充入2molC8H10(g)和1molCO2(g)發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ。20min末達到平衡時,C8H8(g)、H2O(g)的體積分?jǐn)?shù)分別為25%和5%。
①0~20min內(nèi),用C8H10的物質(zhì)的量濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(C8H10)=0.005mol?L-1?min-10.005mol?L-1?min-1。
②反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)Kc=0.06250.0625。
③起始投料量不變,在不同溫度、壓強下重復(fù)實驗,測得H2的平衡體積分?jǐn)?shù)與溫度和壓強的關(guān)系如圖所示。
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由圖可知,溫度低于T0℃時,以反應(yīng) II(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)為主,理由為 升高溫度H2的平衡體積分?jǐn)?shù)增大升高溫度H2的平衡體積分?jǐn)?shù)增大;T1℃時,三條曲線幾乎相交的原因為 T1℃時,以反應(yīng)II為主,該反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不變,三條曲線幾乎相交T1℃時,以反應(yīng)II為主,該反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不變,三條曲線幾乎相交;p1、p2、p3由大到小的順序 p3>p2>p1p3>p2>p1。
(3)若乙苯催化脫氫過程中發(fā)生積碳反應(yīng)
(g)═8C(s)+4H2(g)△H3=-126kJ?mol-1。積碳反應(yīng)可能導(dǎo)致的后果為 生成的碳單質(zhì)覆蓋在催化劑表面,導(dǎo)致催化劑的反應(yīng)活性降低,減小氫氣生成苯乙烯的速率生成的碳單質(zhì)覆蓋在催化劑表面,導(dǎo)致催化劑的反應(yīng)活性降低,減小氫氣生成苯乙烯的速率(任寫一點)。
【考點】化學(xué)平衡的計算;熱化學(xué)方程式.
【答案】消耗H2,有利于反應(yīng)I平衡正向移動,增大反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率;C8H10(g)+CO2(g)?C8H8(g)+CO(g)+H2O(g)△H=+158.8kJ/mol;0.005mol?L-1?min-1;0.0625;I;升高溫度H2的平衡體積分?jǐn)?shù)增大;T1℃時,以反應(yīng)II為主,該反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不變,三條曲線幾乎相交;p3>p2>p1;生成的碳單質(zhì)覆蓋在催化劑表面,導(dǎo)致催化劑的反應(yīng)活性降低,減小氫氣生成苯乙烯的速率
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:62引用:2難度:0.6
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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=
(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),達到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(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。
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
②若只改變一個反應(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
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:60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)=
(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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