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低碳烯烴(乙烯、丙烯等)作為化學工業(yè)重要基本有機化工原料,在現(xiàn)代石油和化學工業(yè)中起著舉足輕重的作用。碘甲烷(CH3I)熱裂解制低碳烯烴的主要反應有:
反應Ⅰ2CH3I(g)?C2H4(g)+2HI(g)ΔH1
反應Ⅱ3C2H4(g)?2C3H6(g)ΔH2
反應Ⅲ2C2H4(g)?C4H8(g)ΔH3
(1)反應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的ΔH隨溫度的變化如圖1所示。298K下,ΔH1=
+80.24
+80.24
kJ?mol-1。
(2)針對反應Ⅰ,利于提高碘甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率的條件有
BC
BC
。
A.低溫
B.高溫
C.低壓
D.高壓
E.催化劑
(3)利用計算機模擬反應過程。一定壓強條件下,測定反應溫度對碘甲烷熱裂解制低碳烯烴平衡體系中乙烯、丙烯和丁烯組成的影響如圖2所示。結(jié)合圖1、圖2,回答下列問題:
①下列有關說法正確的是
AC
AC
。
A.因為反應Ⅱ、Ⅲ自發(fā),且為熵減小反應,所以ΔH2<0、ΔH3<0
B.若ΔH隨溫度的上升而增大,則ΔH>0
C.隨溫度升高,反應Ⅱ、Ⅲ的化學平衡先正向移動后逆向移動
D.當溫度范圍:T≤715K時,相同條件下的反應Ⅱ的平衡常數(shù)小于反應Ⅲ
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②從圖2中可看出,當體系溫度高于600K時,乙烯的摩爾分數(shù)隨溫度升高而顯著增加,可能的原因是:
反應Ⅰ吸熱,反應Ⅱ、Ⅲ、放熱,升高溫度,反應Ⅰ平衡正向移動,反應Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移動,三者均使C2H4的平衡體積分數(shù)增加,且隨溫度變化明顯
反應Ⅰ吸熱,反應Ⅱ、Ⅲ、放熱,升高溫度,反應Ⅰ平衡正向移動,反應Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移動,三者均使C2H4的平衡體積分數(shù)增加,且隨溫度變化明顯
。
(4)維持溫度為810K,壓強為0.1MPa,起始投料1molCH3I,測得平衡體系中n(C2H4)=n(C3H6)=0.14mol,n(C4H8)=0.065mol。
①平衡時CH3I的轉(zhuǎn)化率為
96%
96%

②已知810K條件下,存在等式
x
2
C
H
3
I
p
?
x
C
2
H
4
═A(常數(shù))MPa-1(對于氣相反應,用某組分B的平衡壓強p(B)可代替物質(zhì)的量濃度c(B),如p(B)=p?x(B),P為平衡總壓強,x(B)為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分數(shù))。保持其它條件不變,請在圖3中畫出x(HI)與壓強(0.1~2.0MPa)關系的曲線示意圖
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【答案】+80.24;BC;AC;反應Ⅰ吸熱,反應Ⅱ、Ⅲ、放熱,升高溫度,反應Ⅰ平衡正向移動,反應Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移動,三者均使C2H4的平衡體積分數(shù)增加,且隨溫度變化明顯;96%;菁優(yōu)網(wǎng)
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:136引用:3難度:0.6
相似題
  • 1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當今科學研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應如下:
    Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應)
    Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應)
    (1)反應Ⅰ的反應歷程可分為如下兩步:
    i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應速率較快)
    ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應速率較慢)
    ①ΔH1=
     
    kJ?mol-1
    ②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應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量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應選擇800℃的原因是
     

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    (3)在800℃時,
    n
    C
    O
    2
    n
    C
    2
    H
    6
    =
    1
    3
    ,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,初始壓強為P,一段時間達到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)。計算結(jié)果用最簡分式表示)。
    (4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應:2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時,向2L的恒容反應器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應,反應過程中CH4的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v=kc2(CH4),v=kc(C2H4)?c2(H2),k、k為速率常數(shù),只與溫度有關,則T溫度時
    k
    k
     
    (用含有m的代數(shù)式表示)。
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    (5)我國科學家使用電化學的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4
    ①M是電源的
     
    極。
    ②陽極電極反應式是
     
    。

    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)的量分數(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
  • 菁優(yōu)網(wǎng)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N2,兩個競爭反應化學方程式如下:
    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,相同時間內(nèi)有關生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
    已知:有效轉(zhuǎn)化率=
    制備目標物質(zhì)消耗原料的量
    原料總的轉(zhuǎn)化量
    ×100%
    下列說法不正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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