苯乙烯是一种重要的有机化工原料,可利用乙苯催化脱氢法制备,实际生产中常在体系中充入一定量的CO2,主要反应如下:
Ⅰ.C8H10(g)⇌C8H8(g)+H2(g)△H1=+117.6kJ•mol-1;
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ•mol-1。回答下列问题:
(1)相比于乙苯直接脱氢制苯乙烯,工业实际生产中充入一定量CO2的优点为 消耗H2,有利于反应I平衡正向移动,增大反应物转化率消耗H2,有利于反应I平衡正向移动,增大反应物转化率(任写一点)﹔二氧化碳与乙苯气体反应生成苯乙烯气体、一氧化碳和水蒸气的热化学方程式为 C8H10(g)+CO2(g)⇌C8H8(g)+CO(g)+H2O(g)△H=+158.8kJ/molC8H10(g)+CO2(g)⇌C8H8(g)+CO(g)+H2O(g)△H=+158.8kJ/mol。
(2)一定温度下,起始向10L盛放催化剂的恒容密闭容器中充入2molC8H10(g)和1molCO2(g)发生反应Ⅰ和反应Ⅱ。20min末达到平衡时,C8H8(g)、H2O(g)的体积分数分别为25%和5%。
①0~20min内,用C8H10的物质的量浓度变化表示的平均反应速率v(C8H10)=0.005mol•L-1•min-10.005mol•L-1•min-1。
②反应Ⅱ的平衡常数Kc=0.06250.0625。
③起始投料量不变,在不同温度、压强下重复实验,测得H2的平衡体积分数与温度和压强的关系如图所示。

由图可知,温度低于T0℃时,以反应 II(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)为主,理由为 升高温度H2的平衡体积分数增大升高温度H2的平衡体积分数增大;T1℃时,三条曲线几乎相交的原因为 T1℃时,以反应II为主,该反应前后气体分子总数不变,三条曲线几乎相交T1℃时,以反应II为主,该反应前后气体分子总数不变,三条曲线几乎相交;p1、p2、p3由大到小的顺序 p3>p2>p1p3>p2>p1。
(3)若乙苯催化脱氢过程中发生积碳反应
(g)═8C(s)+4H2(g)△H3=-126kJ•mol-1。积碳反应可能导致的后果为 生成的碳单质覆盖在催化剂表面,导致催化剂的反应活性降低,减小氢气生成苯乙烯的速率生成的碳单质覆盖在催化剂表面,导致催化剂的反应活性降低,减小氢气生成苯乙烯的速率(任写一点)。
【答案】消耗H2,有利于反应I平衡正向移动,增大反应物转化率;C8H10(g)+CO2(g)⇌C8H8(g)+CO(g)+H2O(g)△H=+158.8kJ/mol;0.005mol•L-1•min-1;0.0625;I;升高温度H2的平衡体积分数增大;T1℃时,以反应II为主,该反应前后气体分子总数不变,三条曲线几乎相交;p3>p2>p1;生成的碳单质覆盖在催化剂表面,导致催化剂的反应活性降低,减小氢气生成苯乙烯的速率
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:62引用:2难度:0.6
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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
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