低碳烯烃(乙烯、丙烯等)作为化学工业重要基本有机化工原料,在现代石油和化学工业中起着举足轻重的作用。碘甲烷(CH3I)热裂解制低碳烯烃的主要反应有:
反应Ⅰ2CH3I(g)⇌C2H4(g)+2HI(g)ΔH1
反应Ⅱ3C2H4(g)⇌2C3H6(g)ΔH2
反应Ⅲ2C2H4(g)⇌C4H8(g)ΔH3
(1)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的ΔH随温度的变化如图1所示。298K下,ΔH1=+80.24+80.24kJ▪mol-1。
(2)针对反应Ⅰ,利于提高碘甲烷的平衡转化率的条件有 BCBC。
A.低温
B.高温
C.低压
D.高压
E.催化剂
(3)利用计算机模拟反应过程。一定压强条件下,测定反应温度对碘甲烷热裂解制低碳烯烃平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯组成的影响如图2所示。结合图1、图2,回答下列问题:
①下列有关说法正确的是 ACAC。
A.因为反应Ⅱ、Ⅲ自发,且为熵减小反应,所以ΔH2<0、ΔH3<0
B.若ΔH随温度的上升而增大,则ΔH>0
C.随温度升高,反应Ⅱ、Ⅲ的化学平衡先正向移动后逆向移动
D.当温度范围:T≤715K时,相同条件下的反应Ⅱ的平衡常数小于反应Ⅲ

②从图2中可看出,当体系温度高于600K时,乙烯的摩尔分数随温度升高而显著增加,可能的原因是:反应Ⅰ吸热,反应Ⅱ、Ⅲ、放热,升高温度,反应Ⅰ平衡正向移动,反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动,三者均使C2H4的平衡体积分数增加,且随温度变化明显反应Ⅰ吸热,反应Ⅱ、Ⅲ、放热,升高温度,反应Ⅰ平衡正向移动,反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动,三者均使C2H4的平衡体积分数增加,且随温度变化明显。
(4)维持温度为810K,压强为0.1MPa,起始投料1molCH3I,测得平衡体系中n(C2H4)=n(C3H6)=0.14mol,n(C4H8)=0.065mol。
①平衡时CH3I的转化率为 96%96%。
②已知810K条件下,存在等式x2(CH3I)p•x(C2H4)═A(常数)MPa-1(对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)可代替物质的量浓度c(B),如p(B)=p▪x(B),P为平衡总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。保持其它条件不变,请在图3中画出x(HI)与压强(0.1~2.0MPa)关系的曲线示意图 
。

x
2
(
C
H
3
I
)
p
•
x
(
C
2
H
4
)


【答案】+80.24;BC;AC;反应Ⅰ吸热,反应Ⅱ、Ⅲ、放热,升高温度,反应Ⅰ平衡正向移动,反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动,三者均使C2H4的平衡体积分数增加,且随温度变化明显;96%;

【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:141引用:3难度:0.6
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