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丙烯是制造一次性医用口罩的重要原料。丙烷催化脱氢是工业生产丙烯的重要途径,丙烷催脱氢技术主要分为氧化脱氢和直接脱氢两种。回答下列问题:
(1)丙烷催化氧化脱氢法主要反应如下:2C3H8(g)+O2(g)
催化剂
2C3H6(g)+2H2O(g)△H1=-236kJ•mol-1(ⅰ);反应过程中消耗的C3H8和生成的C3H6的物质的量随温度的变化关系见表。
反应温度/℃
n(消耗)或n(生成)/mol
535 550 575
C3H8 6 13 33
C3H6 4 8 17
①反应ⅰ中反应物的总能量生成物的总能量
大于
大于
(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②分析表中数据得到丙烯的选择性随温度的升高而
降低
降低
(填写“不变”、“升高”、“降低”);出现此结果的原因除生成乙烯等副产物外还可能是
升高温度,催化剂的活性降低,反应i的化学平衡逆向移动
升高温度,催化剂的活性降低,反应i的化学平衡逆向移动
。(C3H6的选择性=
C
3
H
6
的物质的量
消耗
C
3
H
8
的物质的量
×100%)
(2)丙烷催化直接脱氢反应:
C3H8(g)⇌C3H6(g)+H2(g)△H2=+124.3kJ•mol-1(ⅱ)
副反应:C3H8(g)⇌C2H4(g)+CH4(g)△H3(ⅲ)

①反应ⅱ的平衡常数、产物丙烯选择性、副产物乙烯选择性与温度关系如图所示,分析工业生产中采用的温度为650℃左右的原因是
温度控制在650℃,丙烯选择性高,反应速率快,平衡常数大
温度控制在650℃,丙烯选择性高,反应速率快,平衡常数大

②温度为670℃时,若在IL的容器中投入8mol C3H8,充分反应后,平衡混合气体中有2mol CH4和一定量C3H8、C3H6、H2、C2H4,计算该条件下C3H6的选择性为
50
50
%。
③欲使丙烯的产率提高,下列措施可行的是
ac
ac
。(填写序号)
a.恒压条件下向原料气中掺杂水蒸气
b.增大氢气与丙烷的投料比
c.选择对脱氢反应更好选择性的催化剂
d.增大压强
(3)科学家探索出利用无机膜催化丙烷脱氢制丙烯的新工艺,该工艺利用特定功能膜将生成的氢气从反应区一侧有选择性的及时移走,从平衡角度分析该工艺的优点
将氢气及时移走,化学平衡C3H8(g)⇌C3H6(g)+H2(g)正向移动,提高丙烯产率
将氢气及时移走,化学平衡C3H8(g)⇌C3H6(g)+H2(g)正向移动,提高丙烯产率

【考点】化学平衡的计算
【答案】大于;降低;升高温度,催化剂的活性降低,反应i的化学平衡逆向移动;温度控制在650℃,丙烯选择性高,反应速率快,平衡常数大;50;ac;将氢气及时移走,化学平衡C3H8(g)⇌C3H6(g)+H2(g)正向移动,提高丙烯产率
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:19引用:1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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