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1,6-己二醇是一种重要的化工原料,与乙二醇相比,用1,6-已二醇为原料制备的聚酯具有更为优异的柔韧性和抗腐蚀性。工业上利用已二酸二甲酯加氢制备1,6-己二醇,该反应的化学方程式如下:
(g)+4H2(g)→(g)+2CH3OH(g)ΔH
(1)已知:
化学键 C=O C-O C-H C-C O-H H-H
键能/kJ•mol-1 745 358 413 347 467 436
计算上述反应的ΔH=
-286 kJ•mol-1
-286 kJ•mol-1
;此反应自发进行的条件是
低温自发
低温自发
(填“高温易自发”“低温易自发”或“任何温度都能自发”)。
(2)将组成(物质的量分数)为4n%H2(g)、n%(g)的气体通入刚性密闭反应器中,在温度一定、压强为pMPa条件下只进行上述反应。平衡时,若压强为qMPa,平衡时(g)的转化率为
250
p
-
q
p
%
250
p
-
q
p
%
(用p、q的代数式表示,下同),平衡常数Kp=
p
-
q
2
×
p
-
q
2
p
5
-
p
-
q
2
×
[
4
p
5
-
2
p
-
q
]
4
p
-
q
2
×
p
-
q
2
p
5
-
p
-
q
2
×
[
4
p
5
-
2
p
-
q
]
4
(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(3)科研小组在高压反应釜中进行催化加氢反应,对已二酸二甲酯制备1,6-已二醇的工艺条件进行了研究。图甲和图乙为此反应在相同时间时,反应压力、反应温度与反应物的转化率和1,6-己二醇选择性的变化关系。

已知:选择性=
目标产物的产率
转化率
×100%。
①由图可知,在压强为27MPa时,己二酸二甲酯制备1,6-己二醇应选择的合适温度为
290℃
290℃
;选择此温度的理由是
290℃时反应物的转化率较高,且此温度下的产物选择性较高
290℃时反应物的转化率较高,且此温度下的产物选择性较高
;当260℃时,转化率随着压强增大而不断增大的原因是
相同温度时压强大,反应速率加快,且达到平衡后,增大压强利于平衡正向移动,使反应物转化率增大
相同温度时压强大,反应速率加快,且达到平衡后,增大压强利于平衡正向移动,使反应物转化率增大

②图丙为反应时间与加氢反应时反应物的转化率和选择性的关系。

综合考虑,反应时间控制在5 h左右较为合适。此时1,6-己二醇的产率为
50.05%
50.05%

【考点】化学平衡的计算
【答案】-286 kJ•mol-1;低温自发;
250
p
-
q
p
%;
p
-
q
2
×
p
-
q
2
p
5
-
p
-
q
2
×
[
4
p
5
-
2
p
-
q
]
4
;290℃;290℃时反应物的转化率较高,且此温度下的产物选择性较高;相同温度时压强大,反应速率加快,且达到平衡后,增大压强利于平衡正向移动,使反应物转化率增大;50.05%
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:52引用:4难度:0.6
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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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