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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
(1)ΔH1
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
(用含有b、c的代数式表达),结合表1数据分析ΔH4
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
的影响如表2。
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
随压强增大,
n
C
3
H
6
n
C
2
H
4
不断增大的原因可能是
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】>;
c
3
b
2
;<;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
【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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  • 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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