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异丁烯为重要的化工原料,工业上可采用叔丁醇(TBA)气相脱水法制备高纯异丁烯产品,主要涉及以下反应:
反应1(主反应):(CH33C-OH(g)→(CH32C=CH2(g)+H2O(g)
反应2(副反应):2(CH32C=CH2(g)→(CH32C=CH-C(CH33(g)
(1)标准摩尔生成焓是指由稳态单质生成1mol该化合物的焓变,几种物质的标准生成焓如下表,求反应1的△H=
+80.28
+80.28
kJ•mol-1
组分 H2O (CH33C-OH (CH32C=CH2
焓变kJ•mol-1 -241.83 -339.21 -17.1
(2)该脱水反应的标准平衡常数Kpθ随温度的变化关系如图1所示,则反应2的△H
0(填“<”或“>”),向体积可变容器中充入1mol的叔丁醇容器体积为1L,保持300℃100kPa条件,反应一段时间后达到平衡(忽略副反应),则Kc=
100
100
。(已知Kpθ为以标准分压表示的平衡常数,各组分的标准分压pBθ=pB/pθ,pθ=105Pa)
(3)理论计算反应条件对叔丁醇转化率的影响如图2、3所示,脱水反应温度T<200℃时,N2/叔丁醇摩尔比对叔丁醇转化率有影响,试从平衡移动的角度分析充入N2的原因
叔丁醇脱水反应是分子数增加的反应,而副反应是分子数降低的反应,N2为稀释剂,降低反应原料的分压,有利于主反应正向进行,抑制副反应正向进行
叔丁醇脱水反应是分子数增加的反应,而副反应是分子数降低的反应,N2为稀释剂,降低反应原料的分压,有利于主反应正向进行,抑制副反应正向进行
。根据图示该脱水反应适宜采用条件为T=200℃,P=
0.1
0.1
MPa,N2/叔丁醇摩尔比=3/1。
(4)已知工业原料叔丁醇中存在不同含量的水分,相同温度下不同初始原料中H2O/TBA比例对叔丁醇平衡转化率的影响如图4所示,实际生产最佳工艺条件为T=204〜426℃,请从H2O/TBA比例角度分析该条件下的优点
该条件下叔丁醇脱水法平衡转化率不受H2O/TBA比例的影响,故工业上可忽略水对叔丁醇转化率的影响,无需对原料进行烘干处理
该条件下叔丁醇脱水法平衡转化率不受H2O/TBA比例的影响,故工业上可忽略水对叔丁醇转化率的影响,无需对原料进行烘干处理

【答案】+80.28;<;100;叔丁醇脱水反应是分子数增加的反应,而副反应是分子数降低的反应,N2为稀释剂,降低反应原料的分压,有利于主反应正向进行,抑制副反应正向进行;0.1;该条件下叔丁醇脱水法平衡转化率不受H2O/TBA比例的影响,故工业上可忽略水对叔丁醇转化率的影响,无需对原料进行烘干处理
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:36引用:3难度:0.4
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    (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
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    (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:10引用:3难度:0.5
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    发布:2024/12/30 19:30:2组卷:68引用:6难度:0.6
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    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:164引用:26难度:0.3
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