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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷19
我国是世界上最大的PO (环氧丙烷,C3H6O)生产国,环氧丙烷是一种高价值化工中间体,广泛用于化工、农药汽车、纺织等行业。回答下列问题:
(1)“丙烯与氧气直接环氧化法”是最经济和绿色的PO生产途径,有关反应为2CH2=CH-CH3(g)+O2(g)→2 (g),该反应的△H=_______。【已知:丙烯、环氧丙烷(C3H6O)的燃烧热(△H)分别为-2049 kJ/mol、-1887.6 kJ/mol。]
(2)在以上直接环氧化过程中,丙烯易被氧气部分氧化为丙烯醛,并进而被深度氧化为CO2.图(a)为丙烯反应速率(用★表示)、产物选择性与温度的关系曲线(以c-Cu2O纳米晶为催化剂)。
注:产物(X)选择性=×100%

若在实际生产中选择110℃左右作为“丙烯与氧气直接环氧化法”的反应温度,其原因是_______
(3)在KCl修饰的FeOx/SBA-15催化剂作用下,丙烯也可以被N2O氧化为环氧丙烷,该反应为CH2=CH-CH3(g)+N2O(g)   (g)+N2(g)。
①已知在325℃时,该催化剂中的钾铁比对以上反应中丙烯转化率和PO选择性的影响如图(b)所示,当钾铁比=2.5时,丙烯的转化率_______(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡转化率,判断理由是_______
②350℃下,在一恒容密闭容器进行上述反应,已知起始压强为p(C3H6)=2.5kPa,p(N2O)=25.3kPa.忽略其他副反应,丙烯的平衡转化率为α,则平衡时的p(PO)=_______kPa(用含a的代数式表示,下同),以上反应用平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数Kp=_______(列出计算式,分压=总压×物质的量分数)。
23-24高二上·山西太原·期中
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转化率的相关计算及判断 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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许多有氯气参与的工业生产中,消耗氯气的同时,通常会产生大量的副产物氯化氢。工业上可采用氯化氢催化氧化法制取氯气,实现氯资源循环利用,既可提高经济效益,又能减少HCl污染问题。有关反应原理为4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) H=-116kJ·mol-1,该过程具有能耗低、操作简单等优点,目前是最容易实现工业化的方法。回答下列问题:
(1)Deacon过程是最早也是最具有代表性的催化氧化法,由Deacon在1875年首先提出。Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:
CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) H1=+83kJ·mol-1
CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) H2=-20kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) H3
其中,H3=____kJ·mol-1
(2)关于氯化氢催化氧化法制氯气的反应,下列说法正确的是____(填字母)。
A.催化氧化反应(Deacon制氯法)中,所使用的催化剂是CuCl
B.容器内气体的颜色不再变化时,说明该反应达到平衡状态
C.反应达到平衡后,降低温度,能加快正反应速率,减小逆反应速率,使平衡正向移动
D.其他条件一定时,氧气的投料越多,平衡时Cl2的体积分数越大
(3)如图为容积一定的容器中,不同进料浓度比()时HCl平衡转化率随温度变化的关系,其中进料浓度比最大的是____曲线(用“X、Y或Z”表示)。在温度一定、进料浓度比一定的条件下,能进一步提高HCl转化率的方法是:____(写出2种方法)。

(4)一定温度下,当进料比n(HCl):n(O2)=8:3时,若平衡时HCl的转化率为50%,体系的总压为PkPa。计算该温度下反应:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的压强平衡常数Kp=___(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(5)350℃时,若某密闭容器中氯化氢催化氧化制氯气的反应的平衡常数K=25.0(mol·L-1)-1(以平衡浓度表示的平衡常数),正反应速率v=kc4(HCl)•c(O2),逆反应速率v=kc2(Cl2)•c2(H2O),其中k、k为速率常数,则k=____(用含K和k的式子表示);若k=0.45(mol·L-1)-4·min-1,40min时反应达到平衡状态,c(Cl2)=c(H2O)=0.5mol·L-1,v=___mol·L-1·min-1
NH3是重要的化工原料,可以制备丙烯腈、尿素、硝酸等产品。回答下列问题:
(1)合成氨反应的能量变化如图甲所示(吸附在催化剂表面的物质用“*”表示)。

①该条件下,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)        △H=______kJ•mol-1
②实际生产中的工艺条件为:铁触媒作催化剂,控温773K,压强3.0×105Pa,原料气中n(N2):n(H2)=1:2.8。原料气中N2过量的理由是N2相对易得,______且N2的吸附分解是反应的决速步。(从平衡移动角度分析)
(2)其他条件不变,改变起始氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响,实验结果如图乙所示(图中T表示温度)。则T2______T1(填“>”“<”或“=”);a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最低的是______(填字母)。

(3)以氨、丙烯、氧气为原料,可在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N),同时得到副产物丙烯醛(C3H4O),热化学方程式如下:
主反应:C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)C3H3N(g)+3H2O(g)        △H=-515kJ•mol-1
副反应:C3H6(g)+O2(g)C3H4O(g)+H2O(g)        △H=-353kJ•mol-1
已知:丙烯腈的选择性=×100%,某气体分压=总压强×该气体物质的量分数。
①一定条件下,平衡时丙烯腈的选择性与温度、压强的关系如图所示,则p1、p2、p3由大到小的顺序为________

②某温度下,向100kPa的恒压密闭容器中通入1molC3H6、1molNH3和1.5molO2,发生上述反应。平衡时测得C3H6转化率为90%,H2O(g)的物质的量为2.5mol,则平衡时C3H3N的分压为______kPa(保留3位有效数字),此温度下副反应的Kp=______(计算结果保留三位有效数字)。
(4)常温常压下,以N2和H2O为原料的电化学合成氨是极具应用前途的绿色合成氨方法。实验室模拟氨的电化学合成过程如图所示,阴极的电极反应式为________

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