丙烯是重要的化工原料,通常用丙烷脫氫反應(yīng)制備。其中丙烷無氧脫氫反應(yīng)方程式為:CH3CH2CH3(g)?CH3CH=CH2(g)+H2(g) ΔH
(1)科學(xué)家將最穩(wěn)定的單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓規(guī)定為零。在溫度為298.15K時由最穩(wěn)定的單質(zhì)生成1mol化合物時的焓變,叫做該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。部分物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓數(shù)據(jù)如表(單位:kJ?mol-1):
CH3CH2CH3 | CH3CH=CH2 | H2 |
-103.9 | 20.4 | 0 |
124.3
124.3
kJ?mol-1。(2)在一定條件下的體積為2L的密閉容器中投入1mol丙烷,體系的起始壓強為p0kPa。反應(yīng)過程中壓強變化如表:
時間/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 |
壓強/kPa | p0 | 1.2p0 | 1.36p0 | 1.50p0 | 1.63p0 | 1.71p0 | 1.78p0 | 1.80p0 | 1.80p0 | 1.80p0 |
0.042mol?L-1?min-1
0.042mol?L-1?min-1
(結(jié)果保留兩位有效數(shù)據(jù),下同)。此溫度下的壓強平衡常數(shù)Kp=3.2p0
3.2p0
。(3)圖中四條線對應(yīng)的是(2)中在0.01kPa和0.1kPa下丙烷和丙烯在平衡體系中的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化情況。某同學(xué)認(rèn)為曲線b不可能表示丙烯的體積分?jǐn)?shù),請寫出兩條支持該觀點的理由:①
丙烯在平衡體系內(nèi)的體積分?jǐn)?shù)不可能超過50%
丙烯在平衡體系內(nèi)的體積分?jǐn)?shù)不可能超過50%
;②該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),隨著溫度升高平衡向正方向移動,丙烯的體積分?jǐn)?shù)增大
該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),隨著溫度升高平衡向正方向移動,丙烯的體積分?jǐn)?shù)增大
。表示在0.1kPa下丙烯的體積分?jǐn)?shù)的曲線為 c
c
。(4)丙烷在有氧氣參與的條件下也可以發(fā)生脫氫反應(yīng):2CH3CH2CH3(g)+O2(g)?2CH3CH=CH2(g)+2H2O(g) ΔH=-235kJ?mol-1。相比丙烷的無氧脫氫反應(yīng),丙烷的有氧脫氫反應(yīng)的優(yōu)點可能有
有氧脫氫為放熱反應(yīng),能減少能耗
有氧脫氫為放熱反應(yīng),能減少能耗
、產(chǎn)物易于分離
產(chǎn)物易于分離
。【考點】化學(xué)平衡的計算.
【答案】124.3;0.042mol?L-1?min-1;3.2p0;丙烯在平衡體系內(nèi)的體積分?jǐn)?shù)不可能超過50%;該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),隨著溫度升高平衡向正方向移動,丙烯的體積分?jǐn)?shù)增大;c;有氧脫氫為放熱反應(yīng),能減少能耗;產(chǎn)物易于分離
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:10引用:2難度:0.7
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( )
A.對于C2H4(g)+H2O(g)?C2H5OH(g),在一定條件下達(dá)到平衡狀態(tài)時,體系的總壓強為P,其中C2H4(g)、H2O(g)、C2H5OH(g)均為1mol,則用分壓表示的平衡常數(shù)Kp= 3PB.恒溫恒壓下,在一容積可變的容器中,反應(yīng)2A(g)+B(g)?2C(g)達(dá)到平衡時,A、B和C的位置的量分別為4mol、2mol和4mol,若此時A、B和C均增加1mol,平衡正向移動 C.恒溫恒壓下,在一容積可變的容器中,N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)達(dá)到平衡狀態(tài)時,N2、H2、NH3各1mol,若此時再充入3molN2,則平衡正向移動 D.對于一定條件下的某一可逆反應(yīng),用平衡濃度表示的平衡常數(shù)和平衡分壓表示的平衡常數(shù),其數(shù)值不同,但意義相同,都只與溫度有關(guān) 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( ?。?/h2>A.400℃時,主要發(fā)生反應(yīng)Ⅱ B.由圖分析工業(yè)上用氨催化氧化制備HNO3,最佳溫度約為840℃ C.520℃時,NH3的有效轉(zhuǎn)化率約為66.7% D.840℃后,NO的物質(zhì)的量下降,可能是反應(yīng)Ⅰ平衡逆向移動所致 發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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