【題目】苯乙烯是一種重要的化工原料,可采用乙苯催化脫氫法制備,反應(yīng)如下:(g) (g)+H2(g) H=+17.6kJ/mol

(1)在剛性容器中要提高乙苯平衡轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有______

(2)實際生產(chǎn)中往剛性容器中同時通入乙苯和水蒸氣,測得容器總壓和乙苯轉(zhuǎn)化率隨時間變化結(jié)果如圖所示。

①平衡時,p(H2O)=_____kPa,平衡常數(shù)Kp=_____kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))

②反應(yīng)速率V=V-V=kP乙苯-kp苯乙烯p氫氣,k、k分別為正逆反應(yīng)速率常數(shù)。計算a處的______。

(3)O2氣氛下乙苯催化脫氫同可時存在以下兩種途徑:

a=________

②途徑I的反應(yīng)歷程如圖所示,下列說法正確的是_____

a.CO2為氧化劑 b.狀態(tài)1到狀態(tài)2形成了O-H

c.中間產(chǎn)物只有() d.該催化劑可提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率

pCO2與乙苯平衡轉(zhuǎn)化率關(guān)系如圖分析,pCO215kPa時乙苯平衡轉(zhuǎn)化率最高的原因______

【答案】升溫、降壓、及時移去產(chǎn)物 80 45 2.5 159.2 a、b 當(dāng)p(CO2)<15kPa,隨著CO2壓強增大,反應(yīng)物濃度增大,促進平衡向右移動;當(dāng)p(CO2)>15kPa,過多的CO2會造成催化劑表面乙苯的吸附下降

【解析】

(1)根據(jù)該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體體積擴大的吸熱反應(yīng),用平衡移動原理分析解答;

(2)①先根據(jù)壓強增大數(shù)值計算反應(yīng)的乙苯,然后根據(jù)乙苯的轉(zhuǎn)化率計算混合氣體中乙苯的含量,進而可得出水蒸氣的含量,將各組分物質(zhì)的量帶入平衡常數(shù)表達式可得Kp

②根據(jù)平衡時V=V計算出,再根據(jù)a點時反應(yīng)混合物中個組分的物質(zhì)的量帶入速率公式及可得到相應(yīng)的數(shù)值;

(3)①根據(jù)蓋斯定律計算;②結(jié)合反應(yīng)歷程及化學(xué)平衡移動原理分析;③根據(jù)CO2是反應(yīng)物,結(jié)合反應(yīng)物的濃度對化學(xué)平衡移動的影響及CO2在催化劑表面的吸附作用分析判斷。

(1)根據(jù)該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體體積擴大的吸熱反應(yīng),根據(jù)平衡移動原理可知:要提高乙苯的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施為升高溫度、降低壓強及時移去產(chǎn)物等方式;

(2)反應(yīng)開始總壓強為100,反應(yīng)達到平衡時增大為115,增大了15,說明乙苯反應(yīng)了15,由于乙苯的轉(zhuǎn)化率為75,因此反應(yīng)開始時乙苯的含量為15÷0.75=20,故H2O蒸氣占80;

根據(jù)上述分析可知:平衡時n(乙苯)=20-15=5,n(苯乙烯)=n(H2)=15,則根據(jù)平衡常數(shù)的含義,物質(zhì)的量的比等于氣體的壓強比,因此用平衡分壓表示的平衡常數(shù)Kp==45

②可逆反應(yīng)(g)(g)+H2(g)達到平衡時,正反應(yīng)與逆反應(yīng)速率相等,此時乙苯為5,苯乙烯、氫氣為15,kP乙苯=kp苯乙烯p氫氣,=45;在a點時壓強為112,則說明此時乙苯為8,苯乙烯、氫氣為12,所以===45×=2.5

(3)①反應(yīng)過程中能量變化與反應(yīng)途徑無關(guān),只與物質(zhì)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),根據(jù)圖示可知反應(yīng)熱a=117.6kJ/mol+41.6kJ/mol=+159.2kJ/mol

a.CO2與乙苯反應(yīng)后變?yōu)?/span>CO,C元素化合價降低,C獲得電子,因此CO2為氧化劑,a正確;

b.根據(jù)圖示可知由狀態(tài)1到狀態(tài)2形成了O-H鍵,b正確;

c.由反應(yīng)歷程可知中間產(chǎn)物除了(),還有,c錯誤;

d.催化劑對化學(xué)平衡移動無影響,因此不能改變乙苯的轉(zhuǎn)化率,d錯誤;

故合理選項是ab;

③乙苯與CO2發(fā)生可逆反應(yīng)產(chǎn)生苯乙烯、H2OCO,在p(CO2)<15kPa,隨著CO2壓強增大,反應(yīng)物濃度增大,促進平衡向右移動;當(dāng)p(CO2)>15kPa,過多的CO2吸附在催化劑表面,會造成催化劑表面乙苯的吸附下降,又導(dǎo)致其轉(zhuǎn)化率降低。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】吡貝地爾( )是多巴胺能激動劑,合成路線如下:

已知:①

D的結(jié)構(gòu)簡式為

(1)A的名稱是__________。

(2)E→F的反應(yīng)類型是__________

(3)G的結(jié)構(gòu)簡式為________;1molB最多消耗NaOHNa的物質(zhì)的量之比為_______。

(4)D+H→吡貝地爾的反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。

(5)D的同分異構(gòu)體中滿足下列條件的有______種(碳碳雙鍵上的碳原子不能連羥基),其中核磁共振氫譜有5種峰且峰面積之比為2:2:1:1:1的結(jié)構(gòu)簡式為_______(寫出一種即可)。①與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)②苯環(huán)上有3個取代基③1mol該同分異構(gòu)體最多消耗3molNaOH。

(6)已知:;參照上述合成路線,以苯和硝基苯為原料(無機試劑任選)合成,設(shè)計制備的合成路線:_______。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】1200mL2mol/LAl2(SO4)3溶液中SO42-的物質(zhì)的量濃度為___;

2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,36gH2O2組成的混合氣體的體積是67.2L,則混合氣體中H2O2的體積比為___

3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,將33.6LNH3溶于水配成500mL溶液,該溶液的物質(zhì)的量濃度為___;

4)已知1.505×1023A氣體分子的質(zhì)量為31g,則A氣體的摩爾質(zhì)量是___。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】研究人員研制利用低品位軟錳礦漿(主要成分是MnO2)吸收硫酸廠的尾氣SO2,制備硫酸錳的生產(chǎn)流程如下:

已知:浸出液的pH<2,其中的金屬離子主要是Mn2+,還含有少量的Fe2+、Al3+、Ca2+、Pb2+等其他金屬離子。PbO2的氧化性大于MnO2。PbSO4是一種微溶物質(zhì)。有關(guān)金屬離子的半徑、形成氫氧化物沉淀時的pH見下表,陽離子吸附劑吸附金屬離子的效果見下圖。

(1)浸出過程中生成Mn2+反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________,

(2)Fe2+被氧化的過程中主要反應(yīng)的離子方程式___________________________________。

(3)在氧化后的液體中加入石灰漿,用于調(diào)節(jié)pH,pH應(yīng)調(diào)節(jié)至______________范圍。

(4)陽離子吸附劑可用于除去雜質(zhì)金屬離子。請依據(jù)圖、表信息回答,決定陽離子吸附劑吸附效果的因素有__________________________等(寫二點)。

(5)吸附步驟除去的主要離子為_________________。

(6)電解MnSO4、ZnSO4和H2SO4的混合溶液可制備MnO2和Zn,寫出陽極的電極反應(yīng)方程式_____。

(7)CaSO4是一種微溶物質(zhì),已知Ksp(CaSO4)=9.10×10—6,F(xiàn)將c mol·L—1CaCl2溶液與2.00×10—2mol·L—1Na2SO4溶液等體積混合(忽略體積的變化),則生成沉淀時,c的最小值是____

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)A、B、C是中學(xué)化學(xué)常見的三種物質(zhì)它們之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下(部分反應(yīng)條件及產(chǎn)物略去)。

A 是一種淡黃色固體單質(zhì).則CH2O反應(yīng)的生成物為______(填化學(xué)式)。

(2)Na2O2也是一種淡黃色固體,Na2O2CO2反應(yīng)生成O2_______(填化學(xué)式)。

(3)寫出在催化劑作用下N2H2合成氨的化學(xué)方程式:_________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)下列五種物質(zhì)中①Ne;②H2O;③NH3;④KOH;⑤Na2O,只存在共價鍵的是____,只存在離子鍵的是____,既存在共價鍵又存在離子鍵的是____,不存在化學(xué)鍵的是_____.(填寫序號)

(2)現(xiàn)有①Na2S、②NH4Cl、③干冰、④碘片四種物質(zhì),按下列要求回答:

用電子式表示①的形成過程是_______,用電子式表示④的形成過程是___________②的電子式是________③的電子式是__________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)2L的密閉容器中放入4mol N2O5,發(fā)生如下反應(yīng):2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)。反應(yīng)至5min,測得N2O5轉(zhuǎn)化了20%,v(NO2)_________;5min,N2O5在混合氣體中的體積分數(shù)是____

(2)某溫度時,在一個2L的密閉容器中,XY、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)填空

①該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。

②若X、Y、Z均為氣體,2min時反應(yīng)達到平衡此時體系內(nèi)壓強與開始時的壓強之比為____。

③若XY、Z均為氣體,則達平衡時容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量比起始投料時__(增大”“減小相等”)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】幾種短周期元素的原子半徑及主要化合價如下表:

元素代號

X

Y

Z

W

原子半徑/pm

160

143

70

66

主要化合價

+2

+3

+3+5、3

2

下列敘述正確的是

A.X、Y的單質(zhì)與稀鹽酸反應(yīng)速率XY

B.一定條件下,W單質(zhì)可以將Z從其氫化物中置換出來

C.Y的最高價氧化物對應(yīng)的水化物能溶于稀氨水

D.常溫下,Z單質(zhì)與W的常見單質(zhì)直接生成ZW2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】化合物()、()、()的分子式均為,下列說法正確的是( )

A. 甲的同分異構(gòu)體只有乙和丙兩種

B. 甲、乙、丙的一氯代物種數(shù)最少的是丙

C. 甲、乙、丙均可與溴的四氯化碳溶液反應(yīng)

D. 甲中所有原子可能處于同一平面

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