研究CO2氧化C2H6制C2H4對(duì)資源綜合利用有重要意義。
相關(guān)的主要化學(xué)反應(yīng)有:
ⅠC2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1═136kJ?mol-1
ⅡC2H6(g)+CO2(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH2═177kJ?mol-1
ⅢC2H6(g)+2CO2(g)?4CO(g)+3H2(g)ΔH3
ⅣCO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH4═41kJ?mol-1
已知:298K時(shí),相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)能量(如圖1)。
可根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)能量計(jì)算反應(yīng)或變化的ΔH(ΔH隨溫度變化可忽略)。例如:H2O(g)═H2O(l)ΔH=-286kJ?mol-1-(-242kJ?mol-1)=-44kJ?mol-1。
請(qǐng)回答:
(1)①根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)能量計(jì)算ΔH3=+430+430kJ?mol-1。
②下列描述正確的是 ADAD
A.升高溫度反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)增大
B.加壓有利于反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移動(dòng)
C.反應(yīng)Ⅲ有助于乙烷脫氫,有利于乙烯生成
D.恒溫恒壓下通水蒸氣,反應(yīng)Ⅳ的平衡逆向移動(dòng)
③有研究表明,在催化劑存在下,反應(yīng)Ⅱ分兩步進(jìn)行,過程如下:【C2H6(g)+CO2(g)】→【C2H4(g)+H2(g)+CO2(g)】→【C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)】,且第二步速率較慢(反應(yīng)活化能為210kJ?mol-1)。根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)能量,畫出反應(yīng)Ⅱ分兩步進(jìn)行的“能量-反應(yīng)過程圖”,起點(diǎn)從【C2H6(g)+CO2(g)】的能量-477kJ?mol-1,開始(如圖2)。
(2)①CO2和C2H6按物質(zhì)的量1:1投料,在923K和保持總壓恒定的條件下,研究催化劑X對(duì)“CO2氧化C2H6制C2H4”的影響,所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
催化劑 | 轉(zhuǎn)化率C2H6/% | 轉(zhuǎn)化率CO2/% | 產(chǎn)率C2H4/% |
催化劑X | 19.0 | 37.6 | 3.3 |
CO
CO
,判斷依據(jù)是 C2H4的產(chǎn)率低,說明催化劑X有利于提高反應(yīng)Ⅲ速率
C2H4的產(chǎn)率低,說明催化劑X有利于提高反應(yīng)Ⅲ速率
。②采用選擇性膜技術(shù)(可選擇性地讓某氣體通過而離開體系)可提高C2H4的選擇性(生成C2H4的物質(zhì)的量與消耗C2H6的物質(zhì)的量之比)。在773K,乙烷平衡轉(zhuǎn)化率為9.1%,保持溫度和其他實(shí)驗(yàn)條件不變,采用選擇性膜技術(shù),乙烷轉(zhuǎn)化率可提高到11.0%.結(jié)合具體反應(yīng)說明乙烷轉(zhuǎn)化率增大的原因是
選擇性膜吸附C2H4,促進(jìn)反應(yīng)Ⅱ平衡正向移動(dòng)
選擇性膜吸附C2H4,促進(jìn)反應(yīng)Ⅱ平衡正向移動(dòng)
。【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算;化學(xué)平衡的影響因素.
【答案】+430;AD;CO;C2H4的產(chǎn)率低,說明催化劑X有利于提高反應(yīng)Ⅲ速率;選擇性膜吸附C2H4,促進(jìn)反應(yīng)Ⅱ平衡正向移動(dòng)
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/12/30 13:30:2組卷:532引用:3難度:0.3
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1.氫氣最早于16世紀(jì)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=
(2)T1℃時(shí),向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時(shí),測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí),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(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
D.加入合適的催化劑
(4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6 -
3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時(shí)A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(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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