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解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷280
乙烯是石油化工最基本原料之一。
I.乙烷在一定条件下可脱氢制得乙烯:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) H1>0
(1)提高乙烷平衡转化率的措施有________
(2)一定温度下,向恒容密闭容器通入等物质的量的C2H6和H2,初始压强为100kPa,发生上述反应,乙烷的平衡转化率为20%。平衡时体系的压强为___kPa,该反应的平衡常数Kp=___kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
II.在乙烷中引入O2可以降低反应温度,减少积碳。涉及如下反应:
a.2C2H6(g)+O2(g)=2C2H4(g)+2H2O(g) H2<0
b.2C2H6(g)+5O2(g)=4CO(g)+6H2O(g) H3<0
c.C2H4(g)+2O2(g)=2CO(g)+2H2O(g) H4<0
(3)根据盖斯定律,反应a的H2=____(写出用含有H3H4表示的代数式)。
(4)氧气的引入可能导致过度氧化。为减少过度氧化,需要寻找催化剂降低反应____(选填“a”、“b”或“c”)的活化能。
(5)常压下,在某催化剂作用下按照n(C2H6):n(O2)=1:1投料制备乙烯,体系中C2H4和CO在含碳产物中的物质的量百分数及C2H6转化率随温度的变化如图所示。


①乙烯的物质的量百分数随温度升高而降低的,原因是____
②在570~600℃温度范围内,下列说法正确的有____(填字母)。
A.H2O的含量随温度升高而增大.
B.C2H6在体系中的物质的量百分数随温度升高而增大
C.此催化剂的优点是在较低温度下能降低CO的平衡产率
③某学者研究了生成C2H4的部分反应历程如图所示,写出该部分反应历程的总反应方程式____。该历程的催化剂是____
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知识点:盖斯定律与热化学方程式活化能及其对反应速率的影响温度对化学平衡移动的影响化学平衡常数的有关计算 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应:
a)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H1
b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
c)CH4(g)C(s)+2H2(g) △H3
d)2CO(g)CO2(g)+C(s) △H4
e)CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) △H5
(1)根据盖斯定律,反应a的△H1=___________(写出一个代数式即可)。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有___________。
A.增大CO2与CH4的浓度,反应a、b、c的正反应速率都增加
B.移去部分C(s),反应c、d、e的平衡均向右移动。
C.加入反应a的催化剂,可提高CH4的平衡转化率
D.降低反应温度,反应a~e的正、逆反应速率都减小
(3)设为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0=100kPa)。反应a、c、e的ln随1/T(温度的倒数)的变化如图所示。

①反应a、c、e中,属于吸热反应的有___________(填字母)。
②反应c的相对压力平衡常数表达式为=___________
③在图中A点对应温度下,原料组成为n(CO2):n(CH4)=1:1,初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应c,体系达到平衡时H2的分压为40kPa,CH4的平衡转化率为___________
(4)工业上在一定催化剂作用下用CO2氧化C2H6制C2H4,发生主反应I和副反应II
I.C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) △H=+177kJ·mol-l
II.C2H6(g)+2CO2(g)3H2(g)+4CO(g) △H=+430kJ·mol-l
在1.0L密闭容器中,控制C2H6和CO2初始投料量为2mol和3mol,乙烷的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。则X代表_______(填“温度”或“压强”);L1_______L2(填“>”或“<”),理由是________

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