解答题-原理综合题 适中0.65 引用2 组卷436
异丁烯()是一种重要的化工原料,利用异丁烷()催化脱氢制备。回答下列问题:
(1)已知、和的燃烧热如下表所示:
则异丁烷催化脱氢反应的___________ 。有利于提高异丁烷平衡转化率的条件是___________ (填标号)。
a.高温低压 B.高温高压 C.低温高压 D.低温低压
(2)在温度和压强相同条件下,相同流速的异丁烷通过不同的催化剂反应相同的时间,异丁烷的转化率与异丁烯的选择性[选择性=]如下表所示,则催化剂催化效果最好的是___________ 。
(3)在温度和压强相同条件下,不同流速的异丁烷通过催化剂反应相同的时间,异丁烷的转化率随着流速的增大而减小,其原因可能是___________ 。
(4)在高温条件下,异丁烷容易发生裂解产生积碳,沉积在催化剂的表面导致异丁烯的产率降低。若在相同条件下,向反应体系中通入,异丁烯的产率会提高,请利用方程式说明原因___________ 。
(5)在一定温度T℃和压强p条件下,假设异丁烷脱氢只发生副反应:;达到平衡时,异丁烷的转化率为80%,异丁烯的分压是乙烯分压的3倍,则异丁烯的选择性为___________ ;异丁烷催化脱氢制异丁烯反应的___________ 。
(1)已知、和的燃烧热如下表所示:
物质 | |||
-2877 | -2718 | -286 |
a.高温低压 B.高温高压 C.低温高压 D.低温低压
(2)在温度和压强相同条件下,相同流速的异丁烷通过不同的催化剂反应相同的时间,异丁烷的转化率与异丁烯的选择性[选择性=]如下表所示,则催化剂催化效果最好的是
催化剂的种类 | 异丁烷的转化率/% | 异丁烯的选择性/% |
a | 35% | 90% |
b | 50% | 65% |
c | 44% | 75% |
(4)在高温条件下,异丁烷容易发生裂解产生积碳,沉积在催化剂的表面导致异丁烯的产率降低。若在相同条件下,向反应体系中通入,异丁烯的产率会提高,请利用方程式说明原因
(5)在一定温度T℃和压强p条件下,假设异丁烷脱氢只发生副反应:;达到平衡时,异丁烷的转化率为80%,异丁烯的分压是乙烯分压的3倍,则异丁烯的选择性为
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异丁烯是一种重要的化工原料,能用于生产甲基叔丁基醚、丁基橡胶、聚异丁烯和甲基丙烯酸酯等。它可由异丁烷通过如下反应催化脱氢制备:,回答下列问题:
(1)已知化学键的键能如下表所示,则_______ 。
(2)异丁烷的转化率和异丁烯的选择性[]随着温度的变化如图所示。当温度升高时,异丁烯的选择性变化的原因是_______(填标号)。
(3)在、反应条件下,向反应器中加入氩气与异丁烷混合气体。
①异丁烷的平衡转化率随的增大而升高,其原因为_______ 。
②当时,达到平衡所需时间为,异丁烷的平衡转化率为66.67%,则异丁烷分压的平均变化率为_______ ,异丁烷脱氢反应的_______ 。
(4)“○”表示催化剂固体杂多酸盐,“…○”表示吸附在该催化剂表面,异丁烷脱氢反应的机理如下,请补充基元反应iii。
i.
ii.
iii._______
iv.
(1)已知化学键的键能如下表所示,则
化学键 | ||||
436 | 413 | 348 | 615 |
(2)异丁烷的转化率和异丁烯的选择性[]随着温度的变化如图所示。当温度升高时,异丁烯的选择性变化的原因是_______(填标号)。
A.催化剂的活性增大 | B.异丁烷裂解发生副反应 |
C.异丁烯容易发生聚合反应 | D.平衡向逆反应方向移动 |
①异丁烷的平衡转化率随的增大而升高,其原因为
②当时,达到平衡所需时间为,异丁烷的平衡转化率为66.67%,则异丁烷分压的平均变化率为
(4)“○”表示催化剂固体杂多酸盐,“…○”表示吸附在该催化剂表面,异丁烷脱氢反应的机理如下,请补充基元反应iii。
i.
ii.
iii.
iv.
异丁烯是一种重要的化工原料,可由异丁烷直接催化脱氢制备:
(1)已知:
写出由异丁烷催化脱氢制备异丁烯的热化学方程式。_________ 。
(2)一定条件下,以异丁烷为原料催化脱氢生产异丁烯。温度、压强的改变对异丁烷平衡转化率的影响如图所示。
①判断、的大小关系:_____________ (填“>”或“<”);能使单位时间内异丁烯的产量提高,又能使异丁烷平衡产率提高,应采取的措施是____________ (填标号)。
a.升高温度 b.降低温度 c.增大压强 d.降低压强 e.使用催化剂
②平衡常数的表达式中的平衡浓度可以用平衡时各气体的分压代替(气体a的分压=气体a的物质的量分数×总压强,即(总)。求图中的A点状态下的异丁烷脱氢反应的平衡常数_____________ (保留两位有效数字)。
(3)温度对催化剂的活性和目标产物的选择性都有一定的影响。下表是以为催化剂,在反应时间相同时,测得的不同温度下的数据。
已知①选择性;②异丁烷高温下裂解生成短碳链烃类化合物
①590℃时异丁烯的产率_____________ ×100%。
②在590℃之前异丁烯的产率随温度升高而增大的原因可能是____________ 、_____________ 。
③590℃之后,异丁烯产率降低的主要原因可能是_____________ 。
(1)已知:
写出由异丁烷催化脱氢制备异丁烯的热化学方程式。
(2)一定条件下,以异丁烷为原料催化脱氢生产异丁烯。温度、压强的改变对异丁烷平衡转化率的影响如图所示。
①判断、的大小关系:
a.升高温度 b.降低温度 c.增大压强 d.降低压强 e.使用催化剂
②平衡常数的表达式中的平衡浓度可以用平衡时各气体的分压代替(气体a的分压=气体a的物质的量分数×总压强,即(总)。求图中的A点状态下的异丁烷脱氢反应的平衡常数
(3)温度对催化剂的活性和目标产物的选择性都有一定的影响。下表是以为催化剂,在反应时间相同时,测得的不同温度下的数据。
温度/℃ | 550 | 570 | 590 | 610 | 630 |
异丁烷转化率/% | 13.8 | 24.5 | 25.6 | 30.0 | 33.3 |
异丁烯选择性/% | 93.9 | 88.3 | 95.0 | 80.4 | 71.2 |
异丁烯的产率/% | 12.9 | 21.6 | w | 24.1 | 23.7 |
已知①选择性;②异丁烷高温下裂解生成短碳链烃类化合物
①590℃时异丁烯的产率
②在590℃之前异丁烯的产率随温度升高而增大的原因可能是
③590℃之后,异丁烯产率降低的主要原因可能是
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