苯乙烯是生產(chǎn)塑料與合成橡膠的重要原料。CO2氧化乙苯脫氫制苯乙烯的反應(yīng)為:
反應(yīng)Ⅰ:+H2O(g)+CO(g)ΔH
已知:
反應(yīng)Ⅱ: ΔH1=+117.6kJ?mol-1
反應(yīng)Ⅲ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ?mol-1
回答下列問(wèn)題:
(1)反應(yīng)Ⅰ的ΔH=+158.8kJ?mol-1+158.8kJ?mol-1。
(2)下列關(guān)于反應(yīng)Ⅰ~Ⅲ的說(shuō)法正確的是 ABAB(填標(biāo)號(hào))。
A.及時(shí)分離出水蒸氣,有利于提高平衡混合物中苯乙烯的含量
B.n(CO2):n(CO)保持恒定時(shí),說(shuō)明反應(yīng)Ⅰ達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)
C.其他條件相同,反應(yīng)Ⅱ分別在恒容和恒壓條件下進(jìn)行,前者乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率更高
D.反應(yīng)Ⅲ正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能
(3)在催化劑MxOy作用下,CO2氧化乙苯脫氫制苯乙烯可能存在如圖所示反應(yīng)機(jī)理:
該機(jī)理可表示為以下兩個(gè)基元反應(yīng),請(qǐng)補(bǔ)充反應(yīng)ⅱ:
ⅰ:+MxO(y-1)(s)+H2O(g);
ⅱ:MxO(y-1)(s)+CO2(g)=MxOy(s)+CO(g)MxO(y-1)(s)+CO2(g)=MxOy(s)+CO(g)。
(4)常壓下,乙苯和CO2經(jīng)催化劑吸附后才能發(fā)生上述反應(yīng)Ⅰ??刂仆读媳萚n(CO2):n(乙苯)]分別為1:1、5:1和10:1,并在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng),乙苯平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度的關(guān)系如圖所示:
①乙苯平衡轉(zhuǎn)化率相同時(shí),投料比越高,對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度越 低低(填“高”或“低”)。
②相同溫度下,投料比遠(yuǎn)大于10:1時(shí),乙苯的消耗速率明顯下降,可能的原因是:
?。冶降臐舛冗^(guò)低;
ⅱ. CO2過(guò)多地占據(jù)催化劑表面,導(dǎo)致催化劑對(duì)乙苯的吸附率降低CO2過(guò)多地占據(jù)催化劑表面,導(dǎo)致催化劑對(duì)乙苯的吸附率降低。
③850K時(shí),反應(yīng)經(jīng)tmin達(dá)到圖中P點(diǎn)所示狀態(tài),若初始時(shí)乙苯的物質(zhì)的量為nmol,則v(苯乙烯)=0.5nt0.5ntmol?min-1。
(5)700K時(shí),向恒容密閉容器中加入過(guò)量CaCO3和一定量乙苯,初始和平衡時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)分別為p1kPa和p2kPa,則平衡時(shí)苯乙烯的分壓為 p2-p1-p2p2-p1-p2kPa(以含有p1、p2、p的代數(shù)式表示)。[已知:①混合氣體中某組分的分壓等于總壓與該氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之積;以平衡分壓代替平衡濃度進(jìn)行計(jì)算,可得反應(yīng)的分壓平衡常數(shù)Kp。②CaCO3 (s)700K CaO(s)+CO2 (g) Kp=pkPa]
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700
K
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算;化學(xué)平衡的影響因素.
【答案】+158.8kJ?mol-1;AB;MxO(y-1)(s)+CO2(g)=MxOy(s)+CO(g);低;CO2過(guò)多地占據(jù)催化劑表面,導(dǎo)致催化劑對(duì)乙苯的吸附率降低;;
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:135引用:5難度:0.6
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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(duì)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(duì)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(shí),=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?jí)簭?qiáng)為P,一段時(shí)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(shí),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(guò)程中CH4的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示。實(shí)驗(yàn)測(cè)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(shí)═k逆k正
(5)我國(guó)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(fèi)是電源的
②陽(yáng)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(jì)算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)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(jì)算平衡常數(shù)更方便.下列說(shuō)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 -
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(gè)競(jìng)爭(zhēng)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(shí)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(shuō)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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