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聚苯乙烯是一類重要的高分子材料,可通過苯乙烯聚合制得。回答下列問題:
Ⅰ.苯乙烯的制備
(1)工業(yè)常采用乙苯脫氫的方法制備苯乙烯,其原理如下:
反應甲:C6H5-CH2CH3(g)?C6H5-CH=CH2(g)+H2(g) ΔH1
近期科技工作者結合實驗與計算機模擬結果,研究了一個乙苯分子在催化劑表面脫氫制苯乙烯的反應,其歷程如圖1所示(吸附在催化劑表面的物質用*標注):

乙苯脫氫制苯乙烯反應的焓變ΔH1
大于
大于
0(選填“大于”或“小于”或“等于”),該反應歷程的決速步驟反應方程式為
C6H5-CHCH2*+2H*=C6H5-CH=CH2+H2
C6H5-CHCH2*+2H*=C6H5-CH=CH2+H2
。
(2)乙苯脫氫是合成苯乙烯的關鍵步驟。某溫度下,向2.0L恒容密閉容器中充入0.10molC6H5CH2CH3(g),測得乙苯脫氫反應時間(t)與容器內氣體總壓強(p)的數據見下表:
時間t/h 0 1 2 4 8 16 20 25 30
總壓強p/100kPa 4.91 5.58 6.32 7.31 8.54 9.50 9.52 9.53 9.53
計算該溫度下的平衡常數K=
0.75
0.75
(結果保留至小數點后兩位)。
(3)在913K、100kPa下,以水蒸氣作稀釋氣。Fe2O3作催化劑,乙苯除脫氫生成苯乙烯外,還會發(fā)生如下兩個副反應:
反應乙:C6H5C2H5(g)?C6H6(g)+CH2=CH2(g)
反應丙:C6H5C2H5(g)+H2(g)?C6H5CH3(g)+CH4(g)
以上反應體系中,芳香烴產物苯乙烯、苯和甲苯的選擇性S隨乙苯轉化率的變化曲線如圖2所示,其中曲線b代表的產物是
,理由是
反應甲為主反應,反應乙丙為副反應,苯乙烯的選擇性最大;在恒溫恒壓下,隨乙苯轉化率的增大,反應乙正向移動,反應丙不移動,則曲線b代表產物苯
反應甲為主反應,反應乙丙為副反應,苯乙烯的選擇性最大;在恒溫恒壓下,隨乙苯轉化率的增大,反應乙正向移動,反應丙不移動,則曲線b代表產物苯
。(S=轉化為目的產物所消耗乙苯的量×100%)

(4)實驗測得,乙苯脫氫反應的速率方程為v=kp乙苯,v=kp苯乙烯p氫氣(k、k為速率
1
T
常數,只與溫度有關),圖3中③代表lgk
1
T
的變化關系,則能代表lgk
1
T
的變化關系的是


Ⅱ.苯乙烯的聚合
(5)苯乙烯聚合有多種方法,其中一種方法的關鍵步驟是某Cu(I)的配合物促進,CuCl是合成該Cu(I)的配合物的關鍵物質。在CuCl的晶胞中,Cl-的位置如圖4所示。Cu+填充于Cl-構成的四面體空隙中,則Cu+的配位數為
4
4
;若NA為阿伏加德羅常數的值,該晶體的密度為ρg?cm-3,則該晶胞中Cu+之間的距離為
2
2
×
3
398
ρ
N
A
×
1
0
7
nm
2
2
×
3
398
ρ
N
A
×
1
0
7
nm
nm(用含ρ、NA的代數式表示)。

【考點】化學平衡的計算
【答案】大于;C6H5-CHCH2*+2H*=C6H5-CH=CH2+H2;0.75;苯;反應甲為主反應,反應乙丙為副反應,苯乙烯的選擇性最大;在恒溫恒壓下,隨乙苯轉化率的增大,反應乙正向移動,反應丙不移動,則曲線b代表產物苯;④;4;
2
2
×
3
398
ρ
N
A
×
1
0
7
nm
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優(yōu)網所有,未經書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/10/6 3:0:1組卷:19引用:2難度:0.5
相似題
  • 1.氫氣最早于16世紀被人工制取出來,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=
     
    kJ?mol-1。
    (2)T1℃時,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經25s后達到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1。
    (3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數值lgp與溫度的關系如圖所示。

    ①T℃時,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2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此時的平衡常數Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進行計算)Pa2。
    ②若只改變一個反應條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標號)。
    A.減小C2H2的濃度
    B.升高溫度
    C.增大壓強
    D.加入合適的催化劑
    (4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質,以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應式為
     
    ,一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質量之比為
     

    發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9難度:0.5
  • 2.反應 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進行,半分鐘后,C 的物質的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是(  )

    發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:62引用:6難度:0.6
  • 3.將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應:3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應速率為0.1mol/(L?min).求:
    (1)此時A的濃度c(A)=
     
    mol/L,反應開始前容器中的A、B的物質的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應速率v(B)=
     
    mol/(L?min);
    (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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