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为解决气候危机,近年来我国大力研发二氧化碳利用技术,CO2耦合丙烷(C3H8)的研究不仅能降低空气中二氧化碳含量,同时还能制备重要化工原料丙烯(C3H6)。其耦合原理为C3H8(g)+CO2(g)⇌C3H6(g)+CO(g)+H2O(g)  ΔH1=+165kJ⋅mol-1,同时伴随着副反应H2O(g)+CO(g)⇌H2(g)+CO2(g)  ΔH2=-41kJ⋅mol-1的发生。回答下列问题:
(1)传统工业是通过C3H8(g)直接脱氢制备C3H6(g)。
①C3H8(g)直接脱氢制备C3H6(g)的热化学方程式为
C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)ΔH=+124kJ/mol
C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)ΔH=+124kJ/mol

②工业上,通常在C3H8(g)中掺入水蒸气,控制反应温度不变,并保持体系总压为常压的条件下进行反应,该方法能提高C3H8(g)的平衡转化率的原因为
保持体系总压为常压的条件下,在C3H8(g)中掺入水蒸气,相当于减小压强,平衡正向移动
保持体系总压为常压的条件下,在C3H8(g)中掺入水蒸气,相当于减小压强,平衡正向移动

(2)T K下,向体积为5L的刚性容器中充入0.02molC3H8(g)和0.04molCO2(g)进行上述反应,此时容器内压强为p0kPa。2min时达到平衡,平衡时C3H8(g)的转化率为50%,CO2(g)的转化率为20%。
①平衡时C3H6(g)的物质的量浓度为
0.002mol/L
0.002mol/L

②2min内,v(CO)=
0.0008
0.0008
mol⋅L-1⋅min-1
③TK下,耦合反应的平衡常数Kp=
p
0
30
p
0
30
kPa(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(3)丙烯难溶于水,被KMnO4水溶液氧化的效果较差,若将丙烯溶解在18-冠-6()中,氧化效果会明显提升。已知18-冠-6能与K+反应形成
①Na+与18-冠-6无法发生相应反应的原因为
Na+半径远远小于18-冠-6空腔,不易与空腔内O原子的孤电子对作用形成稳定结构
Na+半径远远小于18-冠-6空腔,不易与空腔内O原子的孤电子对作用形成稳定结构

②加入18-冠-6后氧化效果会明显提升的原因为
冠醚可溶于烯烃,进入冠醚中的K+因静电作用将
M
n
O
-
4
带入烯烃中,增大烯烃与
M
n
O
-
4
接触机会,提升氧化效果
冠醚可溶于烯烃,进入冠醚中的K+因静电作用将
M
n
O
-
4
带入烯烃中,增大烯烃与
M
n
O
-
4
接触机会,提升氧化效果

【答案】C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)ΔH=+124kJ/mol;保持体系总压为常压的条件下,在C3H8(g)中掺入水蒸气,相当于减小压强,平衡正向移动;0.002mol/L;0.0008;
p
0
30
;Na+半径远远小于18-冠-6空腔,不易与空腔内O原子的孤电子对作用形成稳定结构;冠醚可溶于烯烃,进入冠醚中的K+因静电作用将
M
n
O
-
4
带入烯烃中,增大烯烃与
M
n
O
-
4
接触机会,提升氧化效果
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:58引用:3难度:0.5
相似题
  • 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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