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丙烯是重要的化工原料,其用量仅次于乙烯,研究丙烯的制取工艺具有重要意义。丙烷催化脱氢制取丙烯的过程中涉及的主要反应有:
Ⅰ.C3H8(g)⇌C3H6(g)+H2(g)ΔH1
Ⅱ.C3H8(g)⇌CH4(g)+C2H2(g)+H2(g)ΔH2=255.7kJ•mol-1
Ⅲ.C3H6(g)⇌CH4(g)+C2H2(g)ΔH3=131.5kJ•mol-1
已知:①温度高于600℃时,C-C键比C-H键更容易断裂;
②平衡状态下:
丙烯选择性=
产品气中丙烯含量
原料气中丙烷含量
-
产品气中丙烷含量
×100%
丙烯收率=
产品气中丙烯的量
原料气中丙烷的量
×100%
回答下列问题:
(1)下图中能正确表示反应Ⅰ的化学平衡常数lnKc与温度T关系的是
d
d
(填序号)。

(2)在100kPa的恒压条件下,将1molC3H8(g)加入密闭容器中,在催化条件下发生上述反应,实验测得温度对平衡状态下丙烯的选择性和收率的影响如图所示。

①温度高于600℃时丙烯的选择性降低幅度增大的原因是
温度高于600℃时,丙烷中C-C键比C-H键更容易断裂,导致副反应更容易发生,使得丙烯的选择性降低幅度增大
温度高于600℃时,丙烷中C-C键比C-H键更容易断裂,导致副反应更容易发生,使得丙烯的选择性降低幅度增大

②580℃,t=10min时,反应体系达到平衡,丙烷的平衡转化率为
80%
80%
,v(C2H2)=
1
1
kPa•min⁻¹。反应Ⅰ的压强平衡常数Kp=
120
120
kPa(用平衡分压代替平衡浓度,平衡分压=总压×体积分数)。
(3)工业上在保持100kPa的恒压条件下,通常在原料C3H8(g)中掺混一定量惰性气体,掺混一定量惰性气体的原理是
各反应均为气体分子数增加的反应,充入惰性气体,降低丙烯、氢气等气体的分压,有利于平衡正向移动,可利于提高丙烷的转化率
各反应均为气体分子数增加的反应,充入惰性气体,降低丙烯、氢气等气体的分压,有利于平衡正向移动,可利于提高丙烷的转化率

【考点】化学平衡的计算
【答案】d;温度高于600℃时,丙烷中C-C键比C-H键更容易断裂,导致副反应更容易发生,使得丙烯的选择性降低幅度增大;80%;1;120;各反应均为气体分子数增加的反应,充入惰性气体,降低丙烯、氢气等气体的分压,有利于平衡正向移动,可利于提高丙烷的转化率
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:78引用:2难度:0.4
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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
    (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
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    发布:2024/12/30 19:30:2组卷:67引用:6难度:0.6
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    (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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