開(kāi)發(fā)新型高效的乙烷脫氫制乙烯過(guò)程對(duì)于石油化工至關(guān)重要。回答下列問(wèn)題:
(1)不同Zn含量PtSn催化劑催化乙烷脫氫反應(yīng)C2H6(g)?CH2=CH2(g)+H2(g)△H=+136.9kJ?mol-1時(shí),乙烷的轉(zhuǎn)化效率隨時(shí)間變化如圖1所示。由圖可知,催化活性最優(yōu)的催化劑為PtSn/Mg(2-Zn)AlOPtSn/Mg(2-Zn)AlO。
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(2)隨著溫度升高,乙烷脫氫反應(yīng)容易造成催化劑表面積碳,影響催化劑的穩(wěn)定性,脫氫時(shí)通常一起充入CO2,該工藝稱為“乙烷二氧化碳氧化脫氫反應(yīng)”,CO2發(fā)生的反應(yīng)為:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H=+41.2kJ?mol-1、CO2(g)+C(s)?2CO(g)△H=+172.5kJ?mol-1.則CO2的作用為消耗H2促進(jìn)乙烷脫氫反應(yīng)正向進(jìn)行消耗H2促進(jìn)乙烷脫氫反應(yīng)正向進(jìn)行、消除催化劑表面積碳,提高催化劑的穩(wěn)定性消除催化劑表面積碳,提高催化劑的穩(wěn)定性。
(3)實(shí)驗(yàn)室模擬“乙烷二氧化碳氧化脫氫反應(yīng)”,T℃時(shí),將2.8mol C2H6與5.2mol CO2充入容積恒定為0.5L的恒溫密閉容器中發(fā)生反應(yīng):C2H6(g)+CO2(g)?CH2=CH2(g)+CO(g)+H2O(g)△H=akJ?mol-1,平衡時(shí),p(C2H6):p(CO2)=1:4。
①a=+178.1+178.1。
②T℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=6.256.25。
③若不考慮副反應(yīng),對(duì)于該反應(yīng)體系,下列說(shuō)法正確的是BDBD(填標(biāo)號(hào))。
A.三種生成物平衡分壓比值保持不變時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
B.降低C2H6與CO2用料比,C2H6的平衡轉(zhuǎn)化率升高
C.在容器中加入CaO,可與H2O反應(yīng),提高CH2=CH2產(chǎn)率
D.反應(yīng)開(kāi)始后的一段時(shí)間內(nèi),適當(dāng)縮小容器體積可提高單位時(shí)間內(nèi)C2H6的轉(zhuǎn)化率
(4)中國(guó)科學(xué)院科研團(tuán)隊(duì),利用固體氧化物電解池(Solidoxideelectrolysiscell,SOEC),在SOEC陽(yáng)極實(shí)現(xiàn)了高選擇性乙烷電化學(xué)脫氫制乙烯。裝置示意圖如圖2。
①b為電源的負(fù)負(fù)極。
②陽(yáng)極電極反應(yīng)為C2H6-2e-+O2-═C2H4+H2OC2H6-2e-+O2-═C2H4+H2O。
【答案】PtSn/Mg(2-Zn)AlO;消耗H2促進(jìn)乙烷脫氫反應(yīng)正向進(jìn)行;消除催化劑表面積碳,提高催化劑的穩(wěn)定性;+178.1;6.25;BD;負(fù);C2H6-2e-+O2-═C2H4+H2O
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:12引用:1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(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( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:62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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