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+123kJ⋅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=ΔpΔt。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 0.60.6kPa•min-1。
②T1℃时,反应的平衡常数Kp=5050kPa(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,反应速率加快或 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(1T)的关系如图c所示。则图中表示有氧脱氢反应的是 bb(填“a”或“b”)。

Δ
p
Δ
t
(
1
T
)
【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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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
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