丙烯是工業(yè)上合成精細(xì)化學(xué)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?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。
(1)主反應(yīng)Ⅰ:C3H8(g)?C3H6(g)+H2(g)ΔH1
副反應(yīng)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+116.5kJ?mol-1。主反應(yīng)Ⅰ在 高溫高溫(填“高溫”、“低溫”或“任意溫度”)時(shí)能自發(fā)進(jìn)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(yīng)制備C3H6。
①下列情況表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 CC(填標(biāo)號(hào))。
A.氣體密度不再改變
B.體系壓強(qiáng)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(shí)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(dòng)的角度判斷,達(dá)到平衡后通入N2的作用是 反應(yīng)氣體的分壓減小,故平衡向氣體增大的方向移動(dòng),有利于生成C3H6反應(yīng)氣體的分壓減小,故平衡向氣體增大的方向移動(dòng),有利于生成C3H6。
(3)在溫度為T時(shí),向起始?jí)簭?qiáng)為120kPa的恒壓容器中通入4molC3H8和6molN2發(fā)生反應(yīng),經(jīng)10min反應(yīng)達(dá)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?jǐn)?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 2.322.32kPa?min-1;反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kp=11.011.0kPa(以分壓表示,分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),保留一位小數(shù))。
(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(yīng)條件下只發(fā)生如下反應(yīng)(k、k′為速率常數(shù)):
反應(yīng)Ⅲ:2C3H8(g)+O2(g)═2C3H6(g)+2H2O(g)k
反應(yīng)Ⅳ:2C3H6(g)+9O2(g)═6CO2(g)+6H2O(g)k′
實(shí)驗(yàn)測(cè)得丙烯的凈生成速率方程為v(C3H6)=kp(C3H8)-k′p(C3H6),可推測(cè)丙烯的濃度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)為 先增大后減小先增大后減小,其理由是 反應(yīng)開始時(shí)主要發(fā)生反應(yīng)I,c(C3H6)逐漸增大,隨著反應(yīng)進(jìn)行,p(C3H8)減小,p(C3H6)增大,v(C3H6)減小,體系中主要發(fā)生反應(yīng)Ⅳ,c(C3H6)逐漸減小反應(yīng)開始時(shí)主要發(fā)生反應(yīng)I,c(C3H6)逐漸增大,隨著反應(yīng)進(jìn)行,p(C3H8)減小,p(C3H6)增大,v(C3H6)減小,體系中主要發(fā)生反應(yīng)Ⅳ,c(C3H6)逐漸減小。
【答案】+116.5;高溫;C;反應(yīng)氣體的分壓減小,故平衡向氣體增大的方向移動(dòng),有利于生成C3H6;2.32;11.0;先增大后減小;反應(yīng)開始時(shí)主要發(fā)生反應(yīng)I,c(C3H6)逐漸增大,隨著反應(yīng)進(jìn)行,p(C3H8)減小,p(C3H6)增大,v(C3H6)減小,體系中主要發(fā)生反應(yīng)Ⅳ,c(C3H6)逐漸減小
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/9/22 2:0:8組卷:18引用:6難度:0.5
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1.甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域,三氯氫硅(SiHCl3)是制備甲硅烷的重要原料?;卮鹣铝袉栴}:
(1)工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時(shí)伴隨發(fā)生的反應(yīng)有:
Si(s)+4HCl(g)═SiCl4(g)+2H2(g)△H=-241kJ/mol
SiHCl3(g)+HCl(g)═SiCl4(g)+H2(g)△H=-31kJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學(xué)方程式是
(2)鋁鋰形成化合物L(fēng)iAlH4既是金屬儲(chǔ)氫材料又是有機(jī)合成中的常用試劑,遇水能得到無色溶液并劇烈分解釋放出H2,請(qǐng)寫出其水解反應(yīng)化學(xué)方程式
(3)三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應(yīng)2SiHCl3(g)?SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)為歧化制甲硅烷過程的關(guān)鍵步驟,此反應(yīng)采用一定量的PA100催化劑,在不同反應(yīng)溫度下測(cè)得SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時(shí),平衡轉(zhuǎn)化率為
②323.15K時(shí),要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間,可采取的最佳措施是
(4)比較a、b處反應(yīng)速率的大?。簐a
v逆=k2x2_SiH2Cl2xSiCl4,k1、k2分別是正、逆反應(yīng)的速率常數(shù),與反應(yīng)溫度有關(guān),x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),則在353.15K時(shí)=k1k2
(5)硅元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是H2SiO3,室溫下,0.1mol/L的硅酸鈉溶液和0.1mol/L的碳酸鈉溶液,堿性更強(qiáng)的是
已知:H2SiO3:Ka1=2.0×10-10、Ka2=1.0×10-12,H2CO3:Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11發(fā)布:2024/12/26 8:0:1組卷:61引用:2難度:0.2 -
2.在催化劑作用下,可逆反應(yīng)2SiHCl3(g)?SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)在溫度為323K和343K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示(已知:反應(yīng)速率v=v正-v逆=k正x2SiHCl3-k逆xSiH2Cl2xSiCl4,k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù),x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。下列說法錯(cuò)誤的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/26 8:0:1組卷:40引用:1難度:0.5 -
3.甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域,三氯氫硅(SiHCl3)是制備甲硅烷的重要原料?;卮鹣铝袉栴}:
(1)工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時(shí)伴隨發(fā)生的反應(yīng)有:
①Si(s)+4HCl(g)═SiCl4( g)+2H2(g)△H=-24lkJ/mol
②SiHCl3 (g)+HCl(g)═SiCl4 (g)+H2(g)△H=-3lkJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學(xué)方程式是
(2)工業(yè)上可用四氯化硅和氫化鋁鋰(LiAlH4)制甲硅烷,反應(yīng)后得甲硅烷及兩種鹽。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
(3)三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應(yīng)2SiHCl3(g)?SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)為歧化制甲硅烷過程的關(guān)鍵步驟,此反應(yīng)采用一定量的PA100催化劑,在不同反應(yīng)溫度下測(cè)得SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時(shí),平衡轉(zhuǎn)化率為
③比較a、b處反應(yīng)速率的大?。簐a=k1k2發(fā)布:2024/12/26 8:0:1組卷:19引用:1難度:0.5
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