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丙烯是工業(yè)上合成精細化學品的原料,隨著天然氣和頁巖氣的可用性不斷提高,制取丙烯的技術(shù)受到人們越來越多的關(guān)注。
(1)主反應Ⅰ:C3H8(g)?C3H6(g)+H2(g)ΔH1
副反應Ⅱ:C3H8(g)?C2H4(g)+CH4(g)ΔH2
已知H2、丙烷(C3H8)和丙烯(C3H6)的燃燒熱(ΔH)分別是-285.8kJ?mol-1、-2220kJ?mol-1和-2051kJ?mol-1,則ΔH=
+116.5
+116.5
kJ?mol-1。主反應Ⅰ在
高溫
高溫
(填“高溫”、“低溫”或“任意溫度”)時能自發(fā)進行。
(2)一定溫度下,向總壓恒定為pkPa的容器中充入一定量C3H8氣體,在催化作用下,發(fā)生上述反應制備C3H6
①下列情況表明反應達到平衡狀態(tài)的是
C
C
(填標號)。
A.氣體密度不再改變
B.體系壓強不再改變
C.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變
D.單位時間內(nèi)消耗C3H8的物質(zhì)的量與生成C3H6的物質(zhì)的量相等
②從平衡移動的角度判斷,達到平衡后通入N2的作用是
反應氣體的分壓減小,故平衡向氣體增大的方向移動,有利于生成C3H6
反應氣體的分壓減小,故平衡向氣體增大的方向移動,有利于生成C3H6
。
(3)在溫度為T時,向起始壓強為120kPa的恒壓容器中通入4molC3H8和6molN2發(fā)生反應,經(jīng)10min反應達到平衡,C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率與通入氣體中C3H8的物質(zhì)的量分數(shù)的關(guān)系如圖所示。該條件下,C3H8的選擇性為80%,則0~10min內(nèi)生成C3H6的平均速率為
2.32
2.32
kPa?min-1;反應Ⅰ的平衡常數(shù)Kp=
11.0
11.0
kPa(以分壓表示,分壓=總壓X物質(zhì)的量分數(shù),保留一位小數(shù))。
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(4)向恒溫剛性密閉容器中通入一定體積比的C3H8、O2、N2的混合氣體,已知某反應條件下只發(fā)生如下反應(k、k′為速率常數(shù)):
反應Ⅲ:2C3H8(g)+O2(g)═2C3H6(g)+2H2O(g)k
反應Ⅳ:2C3H6(g)+9O2(g)═6CO2(g)+6H2O(g)k′
實驗測得丙烯的凈生成速率方程為v(C3H6)=kp(C3H8)-k′p(C3H6),可推測丙烯的濃度隨時間的變化趨勢為
先增大后減小
先增大后減小
,其理由是
反應開始時主要發(fā)生反應I,c(C3H6)逐漸增大,隨著反應進行,p(C3H8)減小,p(C3H6)增大,v(C3H6)減小,體系中主要發(fā)生反應Ⅳ,c(C3H6)逐漸減小
反應開始時主要發(fā)生反應I,c(C3H6)逐漸增大,隨著反應進行,p(C3H8)減小,p(C3H6)增大,v(C3H6)減小,體系中主要發(fā)生反應Ⅳ,c(C3H6)逐漸減小
。
【答案】+116.5;高溫;C;反應氣體的分壓減小,故平衡向氣體增大的方向移動,有利于生成C3H6;2.32;11.0;先增大后減小;反應開始時主要發(fā)生反應I,c(C3H6)逐漸增大,隨著反應進行,p(C3H8)減小,p(C3H6)增大,v(C3H6)減小,體系中主要發(fā)生反應Ⅳ,c(C3H6)逐漸減小
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)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:2024/9/22 2:0:8組卷:17引用:6難度:0.5
相似題
  • 1.催化合成氨是自然界中氮的循環(huán)的重要一環(huán),是生物需要的活化態(tài)氮的重要補充,而且是目前唯一具有工業(yè)規(guī)模的獲取活化態(tài)氮的方法。
    (1)(單選)農(nóng)業(yè)上可作為氮肥直接施用的是
     

    A.氮氣
    B.濃氨水
    C.尿素
    D.硝酸
    (2)(單選)工業(yè)合成氨中使用的催化劑為
     
    。
    A.二氧化錳
    B.五氧化二釩
    C.鐵催化劑
    D.三氧化二鉻
    (3)(單選)在2L容器中進行反應A(s)+B(g)?2C(g),2min后,B的物質(zhì)的量由5mol減少為3mol,在此2min內(nèi)反應速率表示正確的是
     
    。
    A.v(A)=0.5mol?L-1?min-1
    B.v(B)=1mol?L-1?min-1
    C.v(C)=1mol?L-1?min-1
    D.v(A)=1mol?L-1?min-1
    (4)(單選)下列事實可用勒夏特列原理解釋的是
     
    。
    A.溫度升高,純水的pH減小
    B.500℃比室溫更有利于工業(yè)合成氨的反應
    C.由NO2(g)和N2O4(g)組成的平衡體系,加壓后顏色變深
    D.向盛有雙氧水的試管中加入少量MnO2,立即產(chǎn)生大量氣泡
    (5)(單選)如圖所示為工業(yè)合成氨的流程圖。下列說法錯誤的是
     
    。
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    A.步驟①中“凈化”可以防止催化劑中毒
    B.步驟③中常采用熱交換器提高能量利用率
    C.步驟③、④、⑤均有利于提高原料平衡的轉(zhuǎn)化率
    D.為保持足夠高的原料轉(zhuǎn)化率,應在反應達到一定時間時將氨從混合氣中分離出去
    氮元素的單質(zhì)和化合物在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛。合成氨工業(yè)中:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) ΔH<0,其化學平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如表:
    T/℃ 200 300 400
    K K1 K2 0.5
    (6)氮氣的電子式為
     
    。
    (7)試比較K1、K2的大小,K1
     
    K2(填寫“>”、“=”或“<”)。
    (8)400℃時,當測得NH3和N2、H2的物質(zhì)的量濃度分別為2mol/L和1mol/L,1mol/L時,則該反應v(N2(正)
     
    v(N2(逆)(填寫“>”、“=”或“<”)。
    (9)在密閉恒容的容器中,當合成氨反應已達到平衡時,下列說法一定正確的是
     
    。(不定項)
    A.v(N2=3v(H2
    B.混合氣體的密度不再改變
    C.容器內(nèi)壓強不再改變
    D.N2、H2、NH3的濃度之比為1:3:2
    (10)合成氨工業(yè)中壓強常采用20~50MPa,其原因是
     

    某科研小組研究:在其他條件不變的情況下,改變起始時氫氣的物質(zhì)的量對合成NH3反應的影響。實驗結(jié)果如圖:(T表示溫度,n表示起始時H2物質(zhì)的量)。
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    (11)反應溫度的高低:T1
     
    T2(填“>”或“<”)。氫氣轉(zhuǎn)化率最高的點為
     
    (填“a”、“b”或“c”)。
    發(fā)布:2024/10/21 4:0:1組卷:21引用:1難度:0.5
  • 2.CO2是一種溫室氣體,對人類的生存環(huán)境產(chǎn)生巨大的影響,維持大氣中CO2的平衡對生態(tài)環(huán)境保護有著重要意義。
    Ⅰ.可利用CH4與CO2制備合成氣(CO、H2),在某一剛性密閉容器中CH4、CO2的分壓分別為15kPa、20kPa,加入Ni/α-Al2O3催化劑并加熱至1123K使其發(fā)生反應:CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)。
    (1)研究表明CO的生成速率ν(CO)=1.28×10-2p(CH4)?p(CO2)(kPa?s-1),某時刻測得p(H2)=10kPa,則該時刻v(CH4)=
     
    kPa?s-1。
    (2)達到平衡后,測得CO的產(chǎn)率為50%,則該反應的平衡常數(shù)Kp=
     
    。
    (3)科學家提出制備“合成氣反應歷程分兩步:反應①:CH4(g)?C(ads)+2H2(g)(慢反應),反應②:C(ads)+CO2(g)?2CO(g)(快反應),上述反應中C(ads)為吸附性活性炭,反應歷程的能量變化如圖所示:CH4與CO2制備合成氣的熱化學方程式為
     
    ,能量變化圖中:E5+E1
     
    E4+E2(填“>”、“<”或“=”)。
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    Ⅱ.利用CO2催化加氫制甲醇,往某密閉容器中按投料比n(H2):n(CO2)=3:1充入H2和CO2,發(fā)生以下反應:
    ①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.4kJ/mol
    ②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ/mol
    ③CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH3=-90.6kJ/mol
    反應達到平衡時,測得各組分的物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度變化的曲線如圖所示。
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    (4)①體系中CO2的物質(zhì)的量分數(shù)受溫度的影響不大,原因是
     

    ②如圖X、Y分別代表
     
    、
     
    (填化學式)。
    發(fā)布:2024/10/22 4:0:1組卷:10引用:2難度:0.5
  • 3.中央經(jīng)濟工作會議強調(diào)要“加快新能源、綠色低碳等前沿技術(shù)研發(fā)和應用推廣”。CO2甲烷化是目前研究的熱點方向之一,在環(huán)境保護方面顯示出較大潛力。其主要反應如下:
    反應Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)ΔH1
    反應Ⅱ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2>0
    回答下列問題:
    菁優(yōu)網(wǎng)?
    (1)在體積相等的多個恒容密閉容器中。分別充入1molCO2和4molH2發(fā)生上述反應Ⅰ(忽略反應Ⅱ),在不同溫度下反應相同時間,測得lgk、H2轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系如圖1所示。已知該反應的速率方程為v=kc(CO2)c4(H2),v=kc(CH4)c2(H2O),其中k、k為速率常數(shù),只受溫度影響。
    圖1中信息可知,代表lgk曲線的是
     
    (填“MH”或“NG”),反應Ⅰ活化能Ea(正)
     
    Ea (逆)(填“>”或“<”);c點的K(平衡常數(shù))與Q(濃度商)的等式關(guān)系
     
    (用含v、v的代數(shù)式表示),T3溫度下反應達到平衡,體系壓強為p,則H2的分壓p(H2)=
     

    (2)向恒壓密閉裝置充入5molCO2和20molH2,不同溫度下同時發(fā)生反應Ⅰ、Ⅱ,達到平衡時其中兩種含碳物質(zhì)的物質(zhì)的量n(X)與溫度T的關(guān)系如圖2所示:圖中缺少
     
    (填含碳物質(zhì)的分子式);物質(zhì)的量與溫度的關(guān)系變化曲線,隨溫度升高該物質(zhì)的變化趨勢為
     
    ,800℃時,CH4的產(chǎn)率為
     
    。
    發(fā)布:2024/10/21 1:0:2組卷:23引用:1難度:0.5
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