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解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷72
乙烯被广泛用于合成聚乙烯等聚合产品。工业生产的乙烯中含有的少量乙炔会导致聚合催化剂中毒失活,含有的乙烷会使聚合过程终止。因此乙炔的选择加氢制乙烯在生产中有重大经济意义。反应原理如下:
反应 (主反应)
反应 (副反应)
回答下列问题:
(1)分别以 乙炔和 氢气或 乙烯为初始原料,在 下,使用对反应 选择性好的催化剂,分别在恒压容器中反应,达平衡时,以乙炔和氢气为原料,体系向环境放热以乙烯为原料,体系从环境吸热,忽略副反应热效应,反应焓变___________
(2)初始条件同上,表示某物种 的物质的量与除 外其它各物种总物质的量之比,随时间变化关系如图所示,实验测得,则图中表示 变化的曲线是___________;反应I平衡常数Kp=___________;以乙炔和氢气为原料时,时刻 ___________

(3)在催化剂表面逐步加氢,当变成 时,可从催化剂表面脱附生成 也可以继续加氢。清华大学李亚林团队找到一种催化剂,可使 脱附生成 而不继续加氢,使催化产物停留在乙烯而不继续加氢生成乙烷。下面是两种催化剂(① 和② )分别催化乙炔加氢的反应机理:

在催化剂②作用下,倾向于___________(填“脱附”或“加氢”),结合图中数据,推测清华大学团队找到的理想催化剂是___________(填“①”或“②”),原因是在该催化剂上的脱附能___________(填“高于”或“低于”) 进一步加氢需要突破的能垒,该催化剂具有好的选择性。
23-24高二上·山东泰安·期末
知识点:化学反应热的计算碰撞理论及活化能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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乙烯是重要的工业原料,可用下列方法制备。
Ⅰ.催化加氢法制乙烯:
已知:的燃烧热分别为:

(1)该反应___________
(2)将按物质的量之比为2:3充入恒容密闭容器中,分别在不同催化剂条件下发生反应,测得相同时间的转化率与温度的关系如图所示:

一定温度下,下列有关说法正确的是___________
A.达平衡时,一定为2:3
B.向反应体系中加入少量无水固体,可提高的产率
C.b、d两状态下,化学反应速率一定相等
D.使用催化剂Ⅰ时反应的活化能比使用催化剂Ⅱ时低
E.温度下,向容器中加入稀有气体,可提高的转化率
Ⅱ.工业上也可用甲烷催化法制取乙烯,只发生如下反应:
(3)温度T时,向2L的恒容反应器中充入,仅发生上述反应,反应过程中的物质的量随时间变化如图所示:

实验测得:为速率常数,只与温度有关,T温度时,___________ (用含有x的代数式表示);当温度升高时,增大m倍,增大n倍,则m___________(填“>”“<”或“=”)n。
Ⅲ.氧化制乙烯:
主反应为:
(4)某催化剂催化过程中,在催化剂表面发生了一系列反应:



④___________。
则:④的反应式为___________
(5)在反应制的过程中,
还会发生副反应:
①其他条件相同时,经相同反应时间测得如表实验数据:
实验温度/K催化剂的产率%
实验1400催化剂155.0
400催化剂262.3
实验2500催化剂168.5
500催化剂280.1
相同温度时,催化剂2催化下产率更高的原因是___________
②在容器体积为1.0L,充入同时发生主、副反应,乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性()与温度、压强的关系如图所示。M点主反应的平衡常数为___________(结果保留2位有效数字)。

苯乙烯是重要的有机合成单体,常用乙苯为原料合成。
(1)以CO2和乙苯为原料合成苯乙烯,其过程如图1,有“一步”途径1和“二步”途径2的两种推测:

则CO2(g)+(g)(g)+CO(g)+H2O(g)的平衡常数K3=___________(用含K1、K2的代数式表达)。

(2)向刚性容器中充入10molCO2和10mol乙苯,发生反应CO2(g)+(g)(g)+CO(g)+H2O(g),在不同温度下测得平衡时各物质的体积分数如图2.可知___________0.相同温度下CO2转化率低于乙苯,推知发生了副反应,由图象知该反应___________0。

(3)某研究团队找到乙苯直接脱氢的高效催化剂,反应原理如图:

(g)   

工业上,通常在乙苯(EB)蒸气中掺混N2(原料气中乙苯和N2的物质的量之比为1:10;N2不参与反应),控制反应温度600℃,并保持体系总压为0.1MPa不变的条件下进行反应。在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下:

①A,B两点对应的正反应速率较大的是___________
②掺入N2能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实___________
③用平衡分压代替平衡浓度计算600℃时的平衡常数___________(保留两位有效数字,分压=总压×物质的量分数)。
④控制反应温度为600℃的理由是___________
(4)实验测得,乙苯脱氢的速率方程为(k、k为速率常数,只与温度有关),图4中③代表lgk的变化关系,则能代表lgk的变化关系的是___________(填序号)。

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