苯乙烯是生产塑料与合成橡胶的重要原料。CO2氧化乙苯脱氢制苯乙烯的反应为:
反应Ⅰ:
+H2O(g)+CO(g)ΔH
已知:
反应Ⅱ:
ΔH1=+117.6kJ•mol-1
反应Ⅲ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的ΔH=+158.8kJ•mol-1+158.8kJ•mol-1。
(2)下列关于反应Ⅰ~Ⅲ的说法正确的是 ABAB(填标号)。
A.及时分离出水蒸气,有利于提高平衡混合物中苯乙烯的含量
B.n(CO2):n(CO)保持恒定时,说明反应Ⅰ达到化学平衡状态
C.其他条件相同,反应Ⅱ分别在恒容和恒压条件下进行,前者乙苯的平衡转化率更高
D.反应Ⅲ正反应的活化能小于逆反应的活化能
(3)在催化剂MxOy作用下,CO2氧化乙苯脱氢制苯乙烯可能存在如图所示反应机理:

该机理可表示为以下两个基元反应,请补充反应ⅱ:
ⅰ:
+MxO(y-1)(s)+H2O(g);
ⅱ:MxO(y-1)(s)+CO2(g)=MxOy(s)+CO(g)MxO(y-1)(s)+CO2(g)=MxOy(s)+CO(g)。
(4)常压下,乙苯和CO2经催化剂吸附后才能发生上述反应Ⅰ。控制投料比[n(CO2):n(乙苯)]分别为1:1、5:1和10:1,并在催化剂作用下发生反应,乙苯平衡转化率与反应温度的关系如图所示:

①乙苯平衡转化率相同时,投料比越高,对应的反应温度越 低低(填“高”或“低”)。
②相同温度下,投料比远大于10:1时,乙苯的消耗速率明显下降,可能的原因是:
ⅰ.乙苯的浓度过低;
ⅱ. CO2过多地占据催化剂表面,导致催化剂对乙苯的吸附率降低CO2过多地占据催化剂表面,导致催化剂对乙苯的吸附率降低。
③850K时,反应经tmin达到图中P点所示状态,若初始时乙苯的物质的量为nmol,则v(苯乙烯)=0.5nt0.5ntmol•min-1。
(5)700K时,向恒容密闭容器中加入过量CaCO3和一定量乙苯,初始和平衡时容器内压强分别为p1kPa和p2kPa,则平衡时苯乙烯的分压为 p2-p1-p2p2-p1-p2kPa(以含有p1、p2、p的代数式表示)。[已知:①混合气体中某组分的分压等于总压与该气体物质的量分数之积;以平衡分压代替平衡浓度进行计算,可得反应的分压平衡常数Kp。②CaCO3 (s)700K CaO(s)+CO2 (g) Kp=pkPa]
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700
K
【答案】+158.8kJ•mol-1;AB;MxO(y-1)(s)+CO2(g)=MxOy(s)+CO(g);低;CO2过多地占据催化剂表面,导致催化剂对乙苯的吸附率降低;;
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【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:145引用:5难度:0.6
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