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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷190
丙烯(C3H6)是重要的基础化工原料,可采用PDH法、ODHP法、电解法等制备。
(1)PDH法的反应原理为C3H8(g)C3H6(g)+H2(g),该反应的ΔH=+115.4kJ·mol-1
①已知H2(g)、C3H8(g)的燃烧热ΔH分别为-285.8kJ·mol-1、-2219.9kJ·mol-1,则表示C3H6(g)的燃烧热的热化学方程式为___________
②已知PDH反应在550℃以上才能自发进行,但温度太高容易导致C-C键断裂。一定时间内(未达到平衡),下列措施一定能提高C3H6产率的是___________(填字母)。
A.选择合适的催化剂   B.升高温度   C.减小压强
③某温度下,向恒容密闭容器中充入C3H8使其仅发生PDH反应,已知起始压强为5kPa,经20min达到平衡,平衡时总压为起始时的1.8倍。若用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即v=,则0~20min内的平均反应速率v(C3H8)=___________kPa·min-1;若用平衡分压代替平衡浓度,则该温度下PDH反应的平衡常数Kp=___________kPa。
(2)ODHP法制备丙烯的反应为2C3H8(g)+O2(g)=2C3H6(g)+2H2O(g),该反应的ΔH=-236kJ·mol-1,该法中有CO、CO2等副产物生成。在催化剂作用下C3H8的转化率和C3H6的产率随温度变化的关系如图所示:
   
已知:C3H6的选择性=,则在535~575°C内C3H6的选择性___________(填字母)。
A.呈减小趋势B.呈增大趋势
C.呈先增大后减小趋势D.呈先减小后增大趋势
(3)科研人员通过电解酸化的CO2制备丙烯,装置如图所示:
   
写出生成丙烯的电极反应式:_______。若生成丙烯的电解效率为90%,当电路中转移1mole-时,M极产生的气体在标准状况下的体积为________L[B的电解效率=]。
2023·安徽·三模
知识点:盖斯定律与热化学方程式化学平衡常数的有关计算与转化率变化有关图像的分析电解池电极反应式及化学方程式的书写与判断 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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丙烯是工业上合成精细化学品的原料,随着天然气和页岩气的可用性不断提高,制取丙烯的技术受到人们越来越多的关注。
(1)主反应I :C3H8(g)C3 H6(g)+H2(g) △H1
副反应Ⅱ :C3H8(g) C2H4(g)+CH4(g) △H2
已知H2、丙烷(C3H8 )和丙烯(C3 H6)的燃烧热(△H)分别是-285.8 kJ·mol-1、-2220 kJ·mol-1和-2051 kJ·mol-1,则△H=_______kJ·mol-1.主反应I在_______(填“高温”、“低温”或“任意温度”)时能自发进行。
(2)一定温度下,向总压恒定为p kPa的容器中充入一定量C3H8气体,在催化作用下,发生上述反应制备C3 H6
①下列情况表明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.气体密度不再改变
B.体系压强不再改变
C.混合气体的平均摩尔质量不再改变
D.单位时间内消耗C3H8的物质的量与生成C3 H6的物质的量相等
②从平衡移动的角度判断,达到平衡后通入N2的作用是_______
(3)在温度为T时,向起始压强为120 kPa的恒压容器中通入4 mol C3H8和6 mol N2发生反应,经10 min反应达到平衡,C3H8的平衡转化率与通入气体中C3H8的物质的量分数的关系如图所示。该条件下,C3H8的选择性为80%,则0~ 10 min内生成C3 H6的平均速率为_______kPa·min-1;反应I的平衡常数 Kp=_______kPa(以分压表示,分压=总压X物质的量分数,保留一位小数)。

(4)向恒温刚性密闭容器中通入一定体积比的C3H8、O2、N2的混合气体,已知某反应条件下只发生如下反应(k、k'为速率常数):
反应I :2C3H8(g) +O2(g)=2C3 H6(g) +2H2O(g) k
反应Ⅳ :2C3 H6(g) + 9O2 (g)=6CO2(g)+ 6H2O(g) k'
实验测得丙烯的净生成速率方程为v(C3 H6)=kp(C3H8)-k'p(C3H6),可推测丙烯的浓度随时间的变化趋势为_______,其理由是_______
丙烯是化学工业中重要的基础化学品,是制造塑料、橡胶和纤维“三大合成材料”的基本原料,若以CrOx为催化剂,会发生以下反应。
主反应:①C3H8(g)H2(g)+C3H6(g) ΔH1
副反应:②C3H8(g)CH4(g)+C2H4(g) ΔH2
③C2H4(g)+H2(g)C2H6(g) ΔH3
已知:
化学键H—HC—HC—CC=C
键能(kJ·mol-1)436413334612
(1)则反应①的ΔH1=____kJ·mol-1。已知该反应的ΔS=127J·mol-1·K-1,在下列哪些温度下反应能自发进行____(填标号)
A.400℃        B.500℃       C.700℃        D.800℃
(2)以CrOx催化丙烷脱氢制备丙烯反应路程如图所示:

从物质结构角度解释第Ⅱ步活化能最大的原因____
(3)工业上丙烷脱氢制备丙烯,下列说法正确的是____
A.增大C3H8的浓度,反应①②③的正反应速率都增加
B.移除H2,反应①②③的平衡均向右移动
C.在恒温恒压的密闭容器中充入适量氮气可增大丙烷的平衡转化率
D.可通过选择合适催化剂提高丙烯产率
(4)设K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)。某研究小组对恒温、恒压条件下由丙烷制备丙烯进行研究,向初始总压为100kPa的密闭容器中投入一定量丙烷,测得部分生成物体积分数如图。

试以丙烯分压变化表示出0~40min内C3H6的平均反应速率v(C3H6)=____kPa·min-1(已知:分压=总压×该组分物质的量分数),反应①相对压力平衡常数值为K=____
I.氨基甲酸铵(H2NCOONH4)为尿素生产过程的中间产物,易分解。某小组对氨基甲酸铵的分解实验进行探究。回答下列问题:
(1)H2NCOONH4分解生成NH3与CO2气体的热化学方程式:H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g) ΔH=+159.5kJ/mol,恒容条件下,实验测得数据如下表所示:
T/K293298303308313
p/kPa8.6011.4016.2420.8630.66

①恒温恒容时,下列能够说明该反应已达到化学平衡状态的是___________(填标号)。
A.容器内总压强不再改变                           B.2v(NH3)=v(CO2)
C.c2(NH3)∙c(CO2)的值不再改变                    D.NH3的体积分数不再改变
②某温度下,该反应平衡时容器内总压强为p,写出该反应的压强平衡常数的计算式Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度。分压=总压×物质的量分数)。
③随着温度升高,Kp逐渐_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。其主要原因是________
④某温度下,达到平衡后,欲增加NH3的平衡浓度。可采取的措施有_______(填标号)。
A.加H2NCOONH4 B.加催化剂          C.减小体积增大压强                 D.移走CO2
(2)已知:RInKp=+C(C为常数)。

根据上表实验数据得到图象,则该反应的反应热ΔH=___________kJ·mol-1
II.内烯是重要的工业品。可用于制取卤代烃、内醇及塑料等。工业中以丙烷催化脱氢来制取丙烯:
主反应:C3H8(g) C3H6(g)+H2(g) ΔH1
副反应:C3H8(g) CH4(g)+C2H4(g) ΔH2=+8130kJ·mol-1
已知部分化学键的键能如下表:
共价键C-CC=CC-HH-H
键能(kJ·mol-1)348615413436
(3)△H1=___________
(4)不同温度下,丙烷以相同的流速经过装有催化剂的管道。测得丙烷转化率。丙烯选择性和温度的关系如图1所示。下列有关丙烷催化脱氢反应说法正确的是___________。
A.主、副反应的ΔS相等
B.温度升高,丙烯的产率增大
C.单位时间内生成1molH-H键,同时消耗lmolC=C键,反应未达到平衡
D.高于600°C,温度升高,主、副反应平衡逆移,导致丙烷转化率下降
(5)某T℃时,在l0L密闭反应器中加入1mol丙烷进行催化脱氢实验,测得C3H6和C2H4的产率随时间的变化关系。如图2所示。

t1前,相同时间内,C2H4的产率高于C3H6的原因是___________
T℃时,主反应的平衡常数K=___________。(保留2位有效数字)

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