解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷512
聚丙烯简称PP,是一种应用非常广泛的有机合成高分子材料,其单体丙烯可以通过丙烷催化剂脱氢制备。
已知:
(1)___________ 0(填“>”、“<”或“=”),该反应在___________ (填“高温”或“低温”)更容易自发进行。
(2)已知、,其中、为速率常数。,时,,在容器中投入一定量的,反应达到平衡时,___________ 。()
(3)已知速率常数k与温度T的关系可表示为:。其中为反应活化能,,A为常数。
①丙烷脱氢速率常数与的图像如图1所示,则可通过斜率计算___________ 。
②800K时,其他条件不变,使用某催化剂使丙烷脱氢反应的总活化能降低了,则反应速率变为原来的___________ 倍。
③若催化剂能降低相同的活化能,当温度越___________ (填“高”或“低”)时,越大。
(4)“丙烷催化脱氢膜反应器”的原理如图2所示。在一定压强下,该装置采用___________ 措施提高了的转化率。
(5)丙烷催化氧化也是制备丙烯的常见方法,下图为两种催化剂(甲采用碳基催化剂,乙采用钒系催化剂)催化氧化丙烷的机理。
下列说法正确的是___________。
已知:
(1)
(2)已知、,其中、为速率常数。,时,,在容器中投入一定量的,反应达到平衡时,
(3)已知速率常数k与温度T的关系可表示为:。其中为反应活化能,,A为常数。
①丙烷脱氢速率常数与的图像如图1所示,则可通过斜率计算
②800K时,其他条件不变,使用某催化剂使丙烷脱氢反应的总活化能降低了,则反应速率变为原来的
③若催化剂能降低相同的活化能,当温度越
(4)“丙烷催化脱氢膜反应器”的原理如图2所示。在一定压强下,该装置采用
(5)丙烷催化氧化也是制备丙烯的常见方法,下图为两种催化剂(甲采用碳基催化剂,乙采用钒系催化剂)催化氧化丙烷的机理。
下列说法正确的是___________。
A.每步反应都是氧化还原反应 |
B.两种催化剂都可防止丙烯进一步被氧化 |
C.碳基催化剂的活性温度低 |
D.若用参与反应,最终两种催化剂中都含有 |
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研究二氧化碳的回收对我国2060年实现碳中和具有现实意义:
(1)已知:①
②
③
写出与反应生成和的热化学方程式:。_______ 。
(2)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇,其反应原理为:
①通过表格中的数值可以推断:该反应的_______ 0(填“>”、“<”、或“=”),其正反应在_______ (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
②的平衡转化率与压强、温度及氢碳比的关系分别如图a和图b所示。
图a中压强从大到小的顺序为_______ ,图b中氢碳比m从大到小的顺序为_______ 。
(3)工业上也可以利用和合成甲醇:某恒温恒容密闭容器中充入和发生反应,测得和浓度随时间变化如图所示:
①内,的平均反应速率为_______ ,该温度下的平衡常数为_______ (单位可忽略)。若达平衡时,保持温度不变,向容器中再充入和各,则此时v正_______ v逆(填“>”、“<”、或“=”)。
②下列说法能说明反应达到化学平衡状态的是_______ 。
A.的消耗速率与的消耗速率之比为3∶1
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.和的浓度相等时
(4)丙烷脱氢是制备丙烯的一种常见方法,下图是某催化剂催化该过程的能量变化,*表示吸附在催化剂表面的物种。下列有关说法正确的是_______。
(1)已知:①
②
③
写出与反应生成和的热化学方程式:。
(2)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇,其反应原理为:
温度/ | 400 | 500 |
平衡常数K | 9 | 5.3 |
①通过表格中的数值可以推断:该反应的
②的平衡转化率与压强、温度及氢碳比的关系分别如图a和图b所示。
图a中压强从大到小的顺序为
(3)工业上也可以利用和合成甲醇:某恒温恒容密闭容器中充入和发生反应,测得和浓度随时间变化如图所示:
①内,的平均反应速率为
②下列说法能说明反应达到化学平衡状态的是
A.的消耗速率与的消耗速率之比为3∶1
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.和的浓度相等时
(4)丙烷脱氢是制备丙烯的一种常见方法,下图是某催化剂催化该过程的能量变化,*表示吸附在催化剂表面的物种。下列有关说法正确的是_______。
A.丙烷中的总键能大于丙烯及氢气的总键能之和 |
B.在该条件下,所得丙烯中不含其它有机物 |
C.该过程中发生了碳碳键的断裂与形成 |
D.相同条件下在该催化剂表面,比脱氢更困难 |
丙烯是一种重要的化工原料,可以在催化剂作用下由丙烷脱氢制备。
反应原理为:
热解反应:
副反应:
(1)已知相关键能的数据如下表所示,则热解反应的_______ 。
(2)下列说法正确的是_______
(3)恒定不同压强(p1、p2),平衡时热解气中丙烷及丙烯的物质的量分数随温度变化如图1所示。
①压强:p1_______ p2(填“>”或“<”)。
②若,则a点对应温度下,副反应的平衡常数_______ MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)丙烯与HBr发生加成反应主要生成2-溴丙烷,已知反应放热且分两步进行,首先生成的是,该步骤是决速步。在图2中画出丙烯生成2-溴丙烷过程中的能量变化曲线图________________ 。
反应原理为:
热解反应:
副反应:
(1)已知相关键能的数据如下表所示,则热解反应的
化学键 | C-C | C=C | C-H | H-H |
键能/ | 348 | 615 | 413 | 436 |
A.丙烷脱氢制备丙烯时,选择合适的催化剂有利于提高丙烯的平衡产率 |
B.丙烷脱氢制备丙烯时,增大压强有利于提高产物中丙烯的相对含量 |
C.丙烷脱氢制备丙烯时,通入适量进行“烧氢”,有利于降低能耗且提高丙烯的产率 |
D.工业上通过石油裂化和裂解可以获得乙烯、丙烯等化工原料 |
①压强:p1
②若,则a点对应温度下,副反应的平衡常数
(4)丙烯与HBr发生加成反应主要生成2-溴丙烷,已知反应放热且分两步进行,首先生成的是,该步骤是决速步。在图2中画出丙烯生成2-溴丙烷过程中的能量变化曲线图
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