聚苯乙烯是一类重要的高分子材料,可通过苯乙烯聚合制得。回答下列问题:
Ⅰ.苯乙烯的制备
(1)工业常采用乙苯脱氢的方法制备苯乙烯,其原理如下:
反应甲:C6H5-CH2CH3(g)⇌C6H5-CH=CH2(g)+H2(g) ΔH1
近期科技工作者结合实验与计算机模拟结果,研究了一个乙苯分子在催化剂表面脱氢制苯乙烯的反应,其历程如图1所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注):

乙苯脱氢制苯乙烯反应的焓变ΔH1大于大于0(选填“大于”或“小于”或“等于”),该反应历程的决速步骤反应方程式为 C6H5-CHCH2*+2H*=C6H5-CH=CH2+H2C6H5-CHCH2*+2H*=C6H5-CH=CH2+H2。
(2)乙苯脱氢是合成苯乙烯的关键步骤。某温度下,向2.0L恒容密闭容器中充入0.10molC6H5CH2CH3(g),测得乙苯脱氢反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
时间t/h | 0 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 20 | 25 | 30 |
总压强p/100kPa | 4.91 | 5.58 | 6.32 | 7.31 | 8.54 | 9.50 | 9.52 | 9.53 | 9.53 |
0.75
0.75
(结果保留至小数点后两位)。(3)在913K、100kPa下,以水蒸气作稀释气。Fe2O3作催化剂,乙苯除脱氢生成苯乙烯外,还会发生如下两个副反应:
反应乙:C6H5C2H5(g)⇌C6H6(g)+CH2=CH2(g)
反应丙:C6H5C2H5(g)+H2(g)⇌C6H5CH3(g)+CH4(g)
以上反应体系中,芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S随乙苯转化率的变化曲线如图2所示,其中曲线b代表的产物是
苯
苯
,理由是 反应甲为主反应,反应乙丙为副反应,苯乙烯的选择性最大;在恒温恒压下,随乙苯转化率的增大,反应乙正向移动,反应丙不移动,则曲线b代表产物苯
反应甲为主反应,反应乙丙为副反应,苯乙烯的选择性最大;在恒温恒压下,随乙苯转化率的增大,反应乙正向移动,反应丙不移动,则曲线b代表产物苯
。(S=转化为目的产物所消耗乙苯的量×100%)
(4)实验测得,乙苯脱氢反应的速率方程为v正=k正p乙苯,v逆=k逆p苯乙烯p氢气(k正、k逆为速率
1
T
1
T
1
T
④
④
。
Ⅱ.苯乙烯的聚合
(5)苯乙烯聚合有多种方法,其中一种方法的关键步骤是某Cu(I)的配合物促进,CuCl是合成该Cu(I)的配合物的关键物质。在CuCl的晶胞中,Cl-的位置如图4所示。Cu+填充于Cl-构成的四面体空隙中,则Cu+的配位数为
4
4
;若NA为阿伏加德罗常数的值,该晶体的密度为ρg•cm-3,则该晶胞中Cu+之间的距离为 2
2
×
3
398
ρ
N
A
×
1
0
7
nm
2
2
×
3
398
ρ
N
A
×
1
0
7
nm

【考点】化学平衡的计算.
【答案】大于;C6H5-CHCH2*+2H*=C6H5-CH=CH2+H2;0.75;苯;反应甲为主反应,反应乙丙为副反应,苯乙烯的选择性最大;在恒温恒压下,随乙苯转化率的增大,反应乙正向移动,反应丙不移动,则曲线b代表产物苯;④;4;
2
2
×
3
398
ρ
N
A
×
1
0
7
nm
【解答】
【点评】
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发布:2024/10/6 3:0:1组卷:19引用:2难度:0.5
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