【題目】苯乙烯是一種重要的化工原料,可采用乙苯催化脫氫法制備,反應(yīng)如下: (g) (g)+H2(g) H=+17.6kJ/mol

(1)從溫度和壓強角度分析提高乙苯平衡轉(zhuǎn)化率可采取的措施有___________

(2)工業(yè)上,通常在乙苯蒸氣中摻混水蒸氣(原料氣中乙苯和水蒸氣的物質(zhì)的量之比為1:4),測得容器總壓和乙苯轉(zhuǎn)化率隨時間變化結(jié)果如圖所示。

①摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率,解釋說明該事實__________

平衡常數(shù)Kp=_______kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))

②反應(yīng)速率V=V-V=kP乙苯-kp苯乙烯p氫氣,k、k分別為正逆反應(yīng)速率常數(shù)。計算a處的______。

(3)CO2氣氛下乙苯催化脫氫可同時存在圖1兩種途徑:

b=_______kJ/mol。

②途徑I的反應(yīng)歷程圖所示,下列說法正確的是______________

aCO2為氧化劑

b.狀態(tài)1到狀態(tài)2形成了O-H

c.中間產(chǎn)物只有()

d.該催化劑可提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率

③在相同的容器中,不同p(CO2)的條件下,進(jìn)行相同的反應(yīng)時間,p(CO2)與乙苯轉(zhuǎn)化率關(guān)系如圖,分析,p(CO2)15kPa時乙苯轉(zhuǎn)化率最高的因____________________

【答案】升溫、降壓 乙苯蒸氣中摻混水蒸氣,可以達(dá)到減小乙苯蒸氣分壓的作用,減壓有利于平衡正向移動,可以提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率 45 2.5 59.2 a、b p(CO2)壓強增大,反應(yīng)速率加快,乙苯轉(zhuǎn)化率增多,當(dāng)p(CO2)大于15kPa,由于催化劑表面有限,能吸附的乙苯量下降,反應(yīng)速率減慢,乙苯轉(zhuǎn)化率下降

【解析】

1(g) (g)+H2(g) H=+17.6kJ/mol是吸熱反應(yīng),又是氣體體積增大的反應(yīng);

2)氣體體積增大的反應(yīng),利用減小壓強,平衡正向移動;根據(jù)反應(yīng)三段式分析計算;

反應(yīng)速率v=v-v=kp乙苯-kp苯乙烯p氫氣,則v=kp乙苯v=kp苯乙烯p氫氣,平衡時v=v,即kp乙苯-kp苯乙烯p氫氣,所以計算;

3)①由圖片可知b=17.6J/mol+41.6J/mol;

②反應(yīng)過程中CO2轉(zhuǎn)化為CO,C的化合價降低,被還原;狀態(tài)1到狀態(tài)2過程中在催化劑表面生成了”HO-C=O“和等中間產(chǎn)物;催化劑可加快反應(yīng)速率,但不影響反應(yīng)進(jìn)程;

③由反應(yīng)途徑I圖片可知乙苯催化脫氫被催化劑吸附,在催化劑表面進(jìn)行,隨著CO2壓強增大,反應(yīng)物濃度增大,反應(yīng)速率加快,但壓強過大時,會導(dǎo)致催化劑吸附乙苯的機能降低,乙苯平衡轉(zhuǎn)化率反而降低。

1(g) (g)+H2(g) H=+17.6kJ/mol是氣體體積增大的吸熱反應(yīng),升高溫度和減小壓強,平衡向正反應(yīng)方向移動,則提高乙苯平衡轉(zhuǎn)化率可采取的措施有升溫、降壓,故答案為:升溫、降壓;

2)①摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率,解釋說明該事實乙苯蒸氣中摻混水蒸氣,可以達(dá)到減小乙苯蒸氣分壓的作用,減壓有利于平衡正向移動,可以提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率。

原料氣中乙苯和水蒸氣的物質(zhì)的量之比為1:4,根據(jù)PV=nRT,其它條件相同時,物質(zhì)的量之比等于壓強比,原料氣中P水蒸氣=80KpaP乙苯=20Kpa,平衡時P乙苯=20Kpa1-75%=5Kpa,P苯乙烯=20Kpa×75%=15Kpa,P氫氣=20Kpa×75%=15Kpa,平衡常數(shù)Kp==45kPa,故答案為:45;

②反應(yīng)速率V=V-V=kP乙苯-kp苯乙烯p氫氣,kk分別為正逆反應(yīng)速率常數(shù),a處的,故答案為:2.5;

3)①由蓋斯定律可知b=17.6J/mol+41.6J/mol= 59.2kJ/mol,故答案為:59.2

②a.反應(yīng)過程中CO2轉(zhuǎn)化為CO,C的化合價降低,被還原,是氧化劑,故a正確;

b.狀態(tài)1到狀態(tài)2過程中在催化劑表面生成了”HO-C=O“等中間產(chǎn)物,形成了O-H鍵,故b正確;

c.狀態(tài)1到狀態(tài)2過程中在催化劑表面生成了”HO-C=O“和等中間產(chǎn)物,故c錯誤;

d.催化劑可加快反應(yīng)速率,但不影響反應(yīng)進(jìn)程,故d錯誤;

ab正確,故答案為:ab;

③在相同的容器中,不同p(CO2)的條件下,進(jìn)行相同的反應(yīng)時間,p(CO2)與乙苯轉(zhuǎn)化率關(guān)系如圖3,p(CO2)15kPa時乙苯轉(zhuǎn)化率最高的原因:p(CO2)壓強增大,反應(yīng)速率加快,乙苯轉(zhuǎn)化率增多,當(dāng)p(CO2)大于15kPa,由于催化劑表面有限,能吸附的乙苯量下降,反應(yīng)速率減慢,乙苯轉(zhuǎn)化率下降,故答案為:p(CO2)壓強增大,反應(yīng)速率加快,乙苯轉(zhuǎn)化率增多,當(dāng)p(CO2)大于15kPa,由于催化劑表面有限,能吸附的乙苯量下降,反應(yīng)速率減慢,乙苯轉(zhuǎn)化率下降。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】常溫下,的三種鹽溶液pH分別為78、9,則下列比較中正確的是( )

A.的酸性依次增強

B.溶液中的離子濃度

C.電離常數(shù),水解常數(shù)

D.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】綠水青山就是金山銀山,生產(chǎn)生活中污染物的合理處理對環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

(1)利用某些催化劑,成功實現(xiàn)將空氣中的碳氧化合物和氮氧化合物轉(zhuǎn)化為無毒的大氣循環(huán)物質(zhì)。

已知:①

NO(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)

③2NO(g)+O2(g)2NO2(g)

反應(yīng)________;某溫度下,反應(yīng)①②③的平衡常數(shù)分別カ、、,則該反應(yīng)的K=________(、、表示)。

(2)溫度為℃吋,在四個容積均為1L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):

,測得有關(guān)實驗數(shù)據(jù)如下:

容器編號

物質(zhì)的起始濃度()

物質(zhì)的平衡濃度()

①平衡時,容器Ⅱ與Ⅳ容器的總壓強之比___________。

②溫度不變,容器Ⅲ中達(dá)到平衡后再充入NO、(g)mol,則反應(yīng)將向_____________(”)方向進(jìn)行。

(3)常溫下用0.100鹽酸分別滴定10.00mL濃度均為0.100NaOH溶液和二甲胺[]溶液(在水中電離方式與氨相似),利電用傳感器測得滴定過程中溶液的電導(dǎo)率如圖所示。已知電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率越大導(dǎo)電能力越強。

a、b、c、d四點的水溶液中,由水電離出氫離子濃度大于 的是________________,原因為_____________________

②化學(xué)反應(yīng)往往伴有熱效應(yīng)若為絕熱體系a的溫度______________(“>”,“=”“<”)c點的溫度。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】對水樣中溶質(zhì)M的分解速率影響因素進(jìn)行研究。在相同溫度下,M的物質(zhì)的量濃度(mol·Lˉ1)隨時間(min)變化的有關(guān)實驗數(shù)據(jù)見下表。

時間

水樣

0

5

10

15

20

25

(pH2)

0.40

0.28

0.19

0.13

0.10

0.09

(pH4)

0.40

0.31

0.24

0.20

0.18

0.16

(pH4)

0.20

0.15

0.12

0.09

0.07

0.05

(pH4,含Cu2+)

0.20

0.09

0.05

0.03

0.01

0

下列說法不正確的是( 。

A.內(nèi),Ⅰ中M的分解速率為

B.水樣酸性越強,M的分解速率越快

C.內(nèi),Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大

D.由于存在,Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ快

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在一定溫度下,10mL0.40mol/L H2O2發(fā)生催化分解。不同時刻測定生成O2的體積(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)如下表。

t/min

0

2

4

6

8

10

V(O2)/mL

0.0

9.9

17.2

22.4

26.5

29.9

下列敘述不正確的是(溶液體積變化忽略不計)

A0~6min的平均反應(yīng)速率:vH2O2 mol/(L·min)

B6~10min的平均反應(yīng)速率:vH2O2)<mol/(L·min)

C.反應(yīng)至6min時,cH2O2=0.3mol/L

D.反應(yīng)至6min時,H2O2分解了50%

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】高鐵電池是一種新型電池,與普通高能電池相比,該電池長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為 ,下列敘述正確的是(

A.放電時正極附近溶液的堿性增強

B.放電時每轉(zhuǎn)移3mol電子,正極有1mol 被氧化

C.放電時正極反應(yīng)為:

D.該原電池,Zn作正極,可用石墨等作負(fù)極

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】1 L含有0.4 mol Cu(NO3)20.4 mol KCl的水溶液,用惰性電極電解一段時間后,在一電極上析出19.2 g Cu。此時,在另一電極上放出氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為(不考慮產(chǎn)生的氣體在水中的溶解)(  )

A.6.72 LB.13.44 LC.3.36 LD.5.6 L

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【題目】根據(jù)反應(yīng)KMnO4FeSO4H2SO4→MnSO4Fe2(SO4)3K2SO4H2O(未配平)設(shè)計如下原電池,其中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為1 mol·L1,溶液的體積均為200 mL,鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液。下列說法不正確的是( )

A.石墨b是原電池的負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)

B.忽略溶液體積變化,Fe2(SO4)3濃度變?yōu)?/span>1.5 mol/L,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為0.1 mol

C.甲燒杯中的電極反應(yīng)式:MnO4-5e8H=Mn24H2O

D.電池工作時,鹽橋中的K+向甲燒杯中移動

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在一個體積為2L的密閉容器中,高溫下發(fā)生反應(yīng):C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),其中,H2O、CO的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如下圖所示。

(1)寫出上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=______。

(2)計算第1min內(nèi)v(H2O)=_______。

(3)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的時間段是_______。

(4)若反應(yīng)進(jìn)行至2min時,改變了溫度,使曲線發(fā)生了如下圖所示的變化,則溫度是____,(升高、降低、不變”),正反應(yīng)是_____(吸熱、放熱”)反應(yīng)。

(5)反應(yīng)至5min時,若也只改變了某一個條件,使曲線發(fā)生如上圖所示的變化,該條件可能是下述中的____(填寫編號)。

①增加了CO; ②增加了水蒸氣; ③加了催化劑; ④擴大了容器體積。

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