低碳烯烃(乙烯、丙烯、丁烯等)作为重要的基本化工原料,在现代石油和化学工业中起着举足轻重的作用。一定条件下,碘甲烷(CH3I)热裂解制低碳烯烃的主要反应有:
反应Ⅰ.2CH3I(g)⇌C2H4(g)+2HI(g)ΔH1 Kp1=a
反应Ⅱ.3C2H4(g)⇌2C3H6(g)ΔH2 Kp2=b
反应Ⅲ.2C2H4(g)⇌C4H8(g)ΔH3 Kp3=c
反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ在不同温度下的分压平衡常数Kp如表1,回答下列问题:
表1
T/Kp | 298K | 323K | 423K | 523K | 623K | 723K |
反应Ⅰ | 7.77×10-8 | 1.65×10-6 | 1.05×10-2 | 2.80 | 1.41×102 | 2.64×103 |
反应Ⅱ | 7.16×1013 | 2.33×1012 | 1.48×108 | 3.73×105 | 6.42×103 | 3.40×102 |
反应Ⅲ | 2.66×1011 | 6.04×109 | 1.40×105 | 1.94×102 | 2.24 | 8.99×10-2 |
>
>
0(填“>”或“<”,下同)。(2)实际工业生产中,若存在副反应:4C3H6(g)⇌3C4H8(g)ΔH4 Kp4,则Kp4=
c
3
b
2
c
3
b
2
<
<
0。(3)控制条件只发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,测得压强对平衡体系中
n
(
C
3
H
6
)
n
(
C
2
H
4
)
p/MPa | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.4 | 1.6 | 1.8 | 2.0 |
n ( C 3 H 6 ) n ( C 2 H 4 ) |
1.42 | 1.75 | 1.98 | 2.15 | 2.30 | 2.42 | 2.53 | 2.63 | 2.72 | 2.80 |
n
(
C
3
H
6
)
n
(
C
2
H
4
)
加压,反应I平衡逆向移动,反应Ⅱ、反应Ⅲ平衡正向移动,C2H4的生成量减少,且不断消耗,同时C3H6的生成量增多
加压,反应I平衡逆向移动,反应Ⅱ、反应Ⅲ平衡正向移动,C2H4的生成量减少,且不断消耗,同时C3H6的生成量增多
。(4)结合信息,请推测有利于提高乙烯产率的措施
使用对反应I选择性更高的催化剂,较高的温度或较低的压强
使用对反应I选择性更高的催化剂,较高的温度或较低的压强
(至少答2点)。(5)其它条件不变,向容积为1L的密闭容器中投入1molCH3I(g),假定只发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯所占物质的量分数的影响如图,715K时CH3I(g)的平衡转化率为
80%
80%
,反应Ⅰ以物质的量分数表示的平衡常数Kx=0.64
0.64
。
【答案】>;;<;加压,反应I平衡逆向移动,反应Ⅱ、反应Ⅲ平衡正向移动,C2H4的生成量减少,且不断消耗,同时C3H6的生成量增多;使用对反应I选择性更高的催化剂,较高的温度或较低的压强;80%;0.64
c
3
b
2
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:51引用:4难度:0.4
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(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
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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
②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
A.减小C2H2的浓度
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