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甲苯(C7H8)和二甲苯(C8H10)是重要的化工原料。利用苯(C6H6)和甲醇(CH3OH)在催化剂作用下反应得到C7H8、C8H10和副产物三甲苯(C9H12),发生的主要反应如下:
Ⅰ.C6H6(g)+CH3OH(g)⇌C7H8(g)+H2O(g)
Ⅱ.C7H8(g)+CH3OH(g)⇌C8H10(g)+H2O(g)
Ⅲ.C8H10(g)+CH3OH(g)⇌C9H12(g)+H2O(g)
(1)500℃、0.18Mpa条件下,反应达到平衡时,结果如图所示。

①由图分析,随着投料比
n
C
H
3
OH
n
C
6
H
6
增加,CH3OH的平衡转化率
减小
减小
,平衡时
n
C
9
H
12
n
C
7
H
8
+
n
C
8
H
10
+
n
C
9
H
12
的值
增大
增大
。(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②投料比
n
C
H
3
OH
n
C
6
H
6
为1.0时,C6H6的平衡转化率为50%,产物中C7H8、C8H10和C9H12物质的量之比为6:3:1.CH3OH的平衡转化率为
75%
75%
,反应Ⅰ的平衡常数K═
1.8
1.8

(2)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了反应Ⅰ在固体酸(HB)催化剂表面进行的反应历程如图所示。其中吸附在固体酸(HB)表面的物种用*标注。

①反应Ⅰ的△H═
-61.4
-61.4
kJ•mol-1
②吸附CH3OH的焓变吸附C6H6的焓变
(填“>”或“<”)。
③C6H6*在催化剂表面转化为C7H8*的反应方程式为
C6H6*+H2O+CH3B=C7H8*+H2O+HB
C6H6*+H2O+CH3B=C7H8*+H2O+HB

④在固体酸(HB)催化作用下,测得反应I的速率方程为v═k•p(C6H6)(k为速率常数)。在刚性容器中发生反应Ⅰ,关于反应Ⅰ的平衡常数(K)和反应速率(v)的叙述正确的是
B
B
(填标号)。
A.升高温度,K和v均增大
B.增大p(C6H6),K不变,v增大
C.降低温度,K和v均减小
D.增大p(CH3OH),K不变,v增大

【考点】化学平衡的计算
【答案】减小;增大;75%;1.8;-61.4;<;C6H6*+H2O+CH3B=C7H8*+H2O+HB;B
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:51引用:3难度:0.5
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    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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    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
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    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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