29.苯乙烯是重要的有機(jī)合成單體,常用乙苯為原料合成。
(1)以CO
2和乙苯為原料合成的苯乙烯,其過程如圖1,有“一步”途徑1和“二步“途徑2的兩種推測:
則CO
2(g)+
(g)
(g)+CO(g)+H
2O(g)的K
3=
(用含K
1、K
2的代數(shù)式表達(dá))。
(2)向剛性容器中充入10mol CO
2和10mol乙苯,發(fā)生反應(yīng)CO
2(g)+
(g)
+CO(g)+H
2O(g),在不同溫度下測得平衡時各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)如圖2??芍
3
0。相同溫度下CO
2轉(zhuǎn)化率低于乙苯,推知發(fā)生了副反應(yīng)CO(g)+H
2O(g)?CO
2(g)+H
2(g),由圖象知該反應(yīng)ΔH
0。
(3)某研究團(tuán)隊(duì)找到乙苯直接脫氫的高效催化劑,反應(yīng)原理如下:
(g)+
(g)+H
2(g)ΔH
1①已知部分化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如表所示:
共價鍵 |
C-C |
C-H |
C=C |
H-H |
鍵能(kJ/mol) |
347.7 |
413.4 |
615 |
436 |
則ΔH
1=
。
②實(shí)際過程中,通常向乙苯中摻入水蒸氣,保持體系總壓為100kPa的條件下進(jìn)行。乙苯平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、投料比m[m=
]的關(guān)系如圖3。則投料比m
1、m
2、m
3由大到小的關(guān)系為
。
③若m=5:1,則A點(diǎn)溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K
p=
。若其他條件不變,將恒壓調(diào)整為恒容狀態(tài),則A點(diǎn)對應(yīng)的乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率
(填“增大”、“不變”或“減小”)。
(4)實(shí)驗(yàn)測得,乙苯脫氫的速率方程為v
正=k
正?p
乙苯,v
逆=k
逆?p
苯乙烯?p
氯氣(k
正、k
逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān)),圖4中③代表lgk
逆隨
的變化關(guān)系,則能代表lgk
正隨
的變化關(guān)系的是
。