丙烯是重要的有机合成原料。由丙烷制备丙烯是近年来研究的热点,主要涉及如下反应。
反应i:2C3H8(g)+O2(g)⇌2C3H6(g)+2H2O(g) ΔH1=-235kJ⋅mol-1
反应ii:2C3H8(g)+7O2(g)⇌6CO(g)+8H2O(g) ΔH2=-2742kJ⋅mol-1
回答下列问题:
(1)反应:2C3H6(g)+6O2(g)⇌6CO(g)+6H2O(g )ΔH3=-2507kJ/mol-2507kJ/mol。
(2)在刚性绝热容器中发生反应i,下列能说明已达到平衡状态的有 BB(填标号)。
A.每断裂1molO=O键,同时生成4molO-H键
B.容器内温度不再变化
C.混合气体的密度不再变化
D.n(C3H8)=n(C3H6)
(3)在压强恒定为100 kPa条件下,按起始投料n(C3H8):n(O2)=2:1,匀速通入装有催化剂的反应器中发生反应i和反应ii,其中不同温度下丙烷和氧气的转化率如图1。

①线 L2L2(填“L1”或“L2”)表示丙烷的转化率。
②温度高于T1K后曲线L2随温度升高而降低的原因为 放热反应,温度升高平衡逆向移动放热反应,温度升高平衡逆向移动。
③当温度高于 T2T2(填“T1”或“T2”)时,可判断反应ii不再发生,a点对应的温度下,丙烯的分压p(C3H6)=28.628.6kPa(保留3位有效数字,下同),反应i的平衡常数Kθ=0.5710.571。(已知:分压p分=总压×该组分物质的量分数,对于反应dD(g)+eE(g)⇌gG(g)+hH(g),Kθ=(pGp总)K⋅(pHp总)h(pDp总)d⋅(pEp总)e,其中pG、pH、pD、pE为反应平衡时各组分的分压)
(4)丙烷在碳纳米材料上脱氢的反应机理如图2。已知三步反应的活化能:反应Ⅰ>反应Ⅲ>反应Ⅱ。则催化过程的决速反应为 反应Ⅰ反应Ⅰ(填“反应Ⅰ”“反应Ⅰ”或“反应Ⅲ”)。
(
p
G
p
总
)
K
⋅
(
p
H
p
总
)
h
(
p
D
p
总
)
d
⋅
(
p
E
p
总
)
e
【答案】-2507kJ/mol;B;L2;放热反应,温度升高平衡逆向移动;T2;28.6;0.571;反应Ⅰ
【解答】
【点评】
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发布:2024/9/14 12:0:8组卷:2引用:2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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