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2022年北京冬奥会首次使用氢能代替丙烷,体现了“绿色环保”办奥理念。丙烷脱氢制丙烯具有显著的经济价值和社会意义,丙烷无氧脱氢还可能生成甲烷、丙炔等副产物。回答下列问题:
(1)已知:Ⅰ.2CH3CH2CH3(g)+O2(g)=2CH3CH=CH2(g)+2H2O(g)ΔH1=-238kJ⋅mol-1
Ⅱ.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH2=-484kJ⋅mol-1
在一定催化剂下,丙烷无氧脱氢制丙烯的热化学方程式如下:CH3CH2CH3(g)⇌CH3CH=CH2(g)+H2(g)ΔH3=
+123
+123
kJ⋅mol-1
(2)T1℃时,将1molCH3CH2CH3(g)充入某恒容刚性密闭容器中,在催化剂作用下发生反应:CH3CH2CH3(g)⇌CH3CH=CH2(g)+H2(g)。用压强传感器测出容器内体系压强随时间的变化关系如图a所示:

①已知:v=
Δ
p
Δ
t
。0~30min内,用H2的分压变化表示上述脱氢反应的平均反应速率为
0.6
0.6
kPa•min-1
②T1℃时,反应的平衡常数Kp=
50
50
kPa(Kp为用平衡时各气体分压代替气体的浓度表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
③保持相同反应时间,在不同温度下,丙烯产率如图b所示,丙烯产率在425℃之前随温度升高而增大的原因可能是
温度升高,反应速率加快
温度升高,反应速率加快
升高温度有利于反应向吸热方向进行
升高温度有利于反应向吸热方向进行
;425℃之后,丙烯产率快速降低的主要原因可能是
催化剂失活,反应速率迅速减小或发生副反应,丙烷分解成其他产物
催化剂失活,反应速率迅速减小或发生副反应,丙烷分解成其他产物
(任写一点)。
(3)丙烷在有氧气参与的条件下也可发生脱氢反应,即:2CH3CH2CH3(g)+O2(g)⇌2CH3CH=CH2(g)+2H2O(g)。丙烷的无氧脱氢反应:CH3CH2CH3(g)⇌CH3CH=CH2(g)+H2(g)与有氧脱氢反应的压强平衡常数的对数lgKp与温度倒数
1
T
的关系如图c所示。则图中表示有氧脱氢反应的是
b
b
(填“a”或“b”)。

【考点】化学平衡的计算
【答案】+123;0.6;50;温度升高,反应速率加快;升高温度有利于反应向吸热方向进行;催化剂失活,反应速率迅速减小或发生副反应,丙烷分解成其他产物;b
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:27引用:3难度:0.5
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  • 1.氢气最早于16世纪被人工制取出来,氢气是一种清洁能源。
    (1)利用光伏电池电解水制H2是氢能的重要来源。已知:H-H键、O=O键、H-O键的键能依次为436kJ•mol-1、495kJ•mol-1、463kJ•mol-1。则2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
     
    kJ•mol-1
    (2)T1℃时,向5L恒容密闭容器中充入0.5molCH4,只发生反应2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的转化率为
     
    ;保持其他条件不变,温度改为T2℃,经25s后达到平衡,测得c(CH4)=2c(C2H4),则0~25s内v(C2H4)=
     
    mol•L-1•s-1
    (3)CH4分解时几种气体的平衡分压(pPa)的对数值lgp与温度的关系如图所示。

    ①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此时的平衡常数Kp=
     
    (用平衡分压代替浓度进行计算)Pa2
    ②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
     
    (填标号)。
    A.减小C2H2的浓度
    B.升高温度
    C.增大压强
    D.加入合适的催化剂
    (4)工业上,以KNH2和液氨为电解质,以石墨为电极,电解液氨制备H2。阳极的电极反应式为
     
    ,一段时间后阴、阳两极收集到的气体质量之比为
     

    发布:2025/1/4 8:0:1组卷:9引用:3难度:0.5
  • 2.反应 4A(g)+5B(g)⇌4C(g)+6D(g)在 5L 的密闭容器中进行,半分钟后,C 的物质的量增 加了 0.30mol。下列叙述正确的是(  )

    发布:2024/12/30 19:30:2组卷:67引用:6难度:0.6
  • 3.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g),经5min后,测得D的浓度为0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反应速率为0.1mol/(L•min).求:
    (1)此时A的浓度c(A)=
     
    mol/L,反应开始前容器中的A、B的物质的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反应速率v(B)=
     
    mol/(L•min);
    (3)x的值为
     

    发布:2024/12/30 19:0:1组卷:163引用:26难度:0.3
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