解答题-原理综合题 较难0.4 引用2 组卷72
工业上以乙苯为原料制备苯乙烯。主要有以下两种制备方法,T K时相应的热化学方程式及其平衡常数如下:
反应Ⅰ:直接脱氢
,
反应Ⅱ:氧化脱氢
,
回答下列问题:
(1)①反应的平衡常数___________ (保留3位有效数字)。
②反应Ⅱ趋势远大于反应Ⅰ,从反应自发性角度分析其原因是___________ 。
(2)已知,忽略、随温度的变化。当时,反应能自发进行。在100kPa下,直接脱氢反应的和随温度变化的理论计算结果如图所示。①随温度的变化曲线为___________ (选填“a”或“b”),判断的理由是___________ 。
②在某温度下,向恒容密闭容器中通入气态乙苯和氧气各1mol,初始压强为200kPa,只发生反应Ⅱ,达到平衡时,乙苯的转化率为99.8%,该反应的平衡常数___________ kPa(保留小数点后一位;分压=总压×物质的量分数)。
(3)乙苯脱氢法制苯乙烯往往伴随副反应,一定条件下,为了提高反应速率和苯乙烯选择
性,应当___________ 。
反应Ⅰ:直接脱氢
,
反应Ⅱ:氧化脱氢
,
回答下列问题:
(1)①反应的平衡常数
②反应Ⅱ趋势远大于反应Ⅰ,从反应自发性角度分析其原因是
(2)已知,忽略、随温度的变化。当时,反应能自发进行。在100kPa下,直接脱氢反应的和随温度变化的理论计算结果如图所示。①随温度的变化曲线为
②在某温度下,向恒容密闭容器中通入气态乙苯和氧气各1mol,初始压强为200kPa,只发生反应Ⅱ,达到平衡时,乙苯的转化率为99.8%,该反应的平衡常数
(3)乙苯脱氢法制苯乙烯往往伴随副反应,一定条件下,为了提高反应速率和苯乙烯选择
性,应当
2024·安徽滁州·二模
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乙苯( )是重要的化工原料,工业上利用乙苯可以制备苯乙烯和β-氯苯乙烷:
乙苯脱氢制苯乙烯:
(g) (g)+H2(g) △H1=akJ/mol
乙苯氯化制β-氯苯乙烷:
(g) +Cl2(g) (g)+HCl(g) △H2=bkJ/mol
回答下列问题:
(1)利用下表提供的数据计算a=_____ 。乙苯脱氢制苯乙烯的反应在_____ (填“高温”或“低温”)有利于其自发进行。
(2)已知
(g)+HCl(g) (g) △H=-54kJ/mol
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-185kJ/mol 则b=______________ 。
(3)T℃,将nmol乙苯加入到体积为V L的恒容容器中,发生脱氢反应,容器内压强随时间变化如下表所示:
平衡时容器内气体的总物质的量为______ ,乙苯的转化率为______ %。
(4)工业由乙苯脱氢制苯乙烯实际上是在恒压密闭容器中进行的。将m mol乙苯通入某恒压密闭容器中(反应过程中维持压强为p),乙苯的平衡转化率随温度变化如右图所示:
①在a点所示的条件下,向该容器中通入25L水蒸气,则乙苯的转化率______ (填“变大”“变小”或不变),生成苯乙烯的速率________ (填“变大”“变小”或不变)。
②b点气体总体积______ (填“<”“>”或“=”)c 点气体总体积。
③c点平衡常数Kp=_______ (用平衡分压代替平衡浓度,平衡分压=物质的量分数×总压)。
乙苯脱氢制苯乙烯:
(g) (g)+H2(g) △H1=akJ/mol
乙苯氯化制β-氯苯乙烷:
(g) +Cl2(g) (g)+HCl(g) △H2=bkJ/mol
回答下列问题:
(1)利用下表提供的数据计算a=
化学键 | C-H | C-C | H-H | C=C |
键能/kJ/mol | 412 | 348 | 436 | 612 |
(g)+HCl(g) (g) △H=-54kJ/mol
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-185kJ/mol 则b=
(3)T℃,将nmol乙苯加入到体积为V L的恒容容器中,发生脱氢反应,容器内压强随时间变化如下表所示:
时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
压强/×100 kPa | 1.0 | 1.2 | 1.3 | 1.4 | 1.4 |
(4)工业由乙苯脱氢制苯乙烯实际上是在恒压密闭容器中进行的。将m mol乙苯通入某恒压密闭容器中(反应过程中维持压强为p),乙苯的平衡转化率随温度变化如右图所示:
①在a点所示的条件下,向该容器中通入25L水蒸气,则乙苯的转化率
②b点气体总体积
③c点平衡常数Kp=
丙烯是重要的化工原料,可以用于生产丙醇、卤代烃和塑料。回答下列问题:
(1)工业上用丙烯加成法制备1,2-二氯丙烷,主要副产物为3-氯丙烯,反应原理为:
①
②
已知:的活化能(逆)为,则该反应的活化能(正)为___________ 。
(2)一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的和,在催化剂作用下发生反应①②,容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。
用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即,则反应①前内平均反应速率___________ kPa/min(保留小数点后2位)。
(3)在不同温度下达到平衡,在总压强分别为和时,测得丙烷及丙烯的物质的量分数如图1所示。图中a、b、c、d代表丙烷或丙烯,则a、d代表___________ ,___________ (填“大于”“小于”或“等于”);若,起始时充入一定量的丙烷在恒压条件下发生反应,计算点对应温度下丙烷的转化率为___________ (保留一位小数),该反应的平衡常数___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数)。
(4)丙烷氧化脱氢法制备丙烯还生成等副产物,制备丙烯的反应:,在催化剂的作用下的转化率和的产率随温度变化关系如图2所示。图中的转化率随温度升高而上升的原因是___________ ;观察图2,写出能提高选择性的措施是___________ (的选择性)。
(1)工业上用丙烯加成法制备1,2-二氯丙烷,主要副产物为3-氯丙烯,反应原理为:
①
②
已知:的活化能(逆)为,则该反应的活化能(正)为
(2)一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的和,在催化剂作用下发生反应①②,容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。
时间 | 0 | 60 | 120 | 180 | 240 | 300 | 360 |
压强 | 80 | 74.2 | 69.4 | 65.2 | 61.6 | 57.6 | 57.6 |
(3)在不同温度下达到平衡,在总压强分别为和时,测得丙烷及丙烯的物质的量分数如图1所示。图中a、b、c、d代表丙烷或丙烯,则a、d代表
(4)丙烷氧化脱氢法制备丙烯还生成等副产物,制备丙烯的反应:,在催化剂的作用下的转化率和的产率随温度变化关系如图2所示。图中的转化率随温度升高而上升的原因是
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