Question

【题目】丙烯(C2H6)是石油化工行业重要的有机原料之一，主要用于生产聚丙烯、二氯丙烷、异丙醇等产品。

(1)丙烷脱氢制备丙烯。由图可得C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) H=____________kJ/mol

①为了同时提高反应速率和反应物的平衡转化率，可采取的措施是________。

②目前在丙烷脱氢制丙烯时常通入适量的O2，让其同时发生下列反应：2C3H8(g) +O2(g)2C3H6(g)+2H2O(g) H=-235kJ/mol，通入O2的目的是_______。

(2)以C4H8和C2H4为原料发生烯烃歧化反应C4H8(g)+C2H4(g)2C3H6(g) H>0

①某温度下，上述反应中，正反应速率为v正=K正c(C4H8)c(C2H4)、逆反应速率为v逆=K逆c2(C3H6)，其中K正、K逆为速率常数，该反应使用WO3/SiO2为催化剂，下列说法中正确的是_____________

A.催化剂参与了歧化反应，但不改变反应历程

B.催化剂使K正和K逆增大相同的倍数

C.催化剂降低了烯烃歧化反应的活化能，增大了活化分子百分数

D.速率常数的大小与反应程度无关系

②已知t1min时达到平衡状态，测得此时容器中n(C4H8)=amol，n(C2H4)=2amol，n(C3H6)=bmol，且平衡时C3H6的体积分数为25%。再往容器内通入等物质的量的C4H8和C2H4，在新平衡中C3H6的体积分数___________25%(填“>”、“<”、“=”)。

(3)工业上可用丙烯加成法制备1,2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)，主要副产物为3-氯丙烯(CH2=CHCH2Cl)，反应原理为：

Ⅰ. CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2ClCHClCH3(g)

II. CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)

一定温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g)。在催化剂作用下发生反应Ⅰ，容器内气体的压强随时间的变化如表所示。

时间/min	0	60	120	180	240	300	360
压强/kPa	80	74.2	69.2	65.2	61.6	57.6	57.6

①用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率，即，则前120min内平均反应速率v(CH2ClCHClCH3)=____________kPamin-1。

②该温度下，若平衡时HCl的体积分数为12.5%，反应Ⅰ的平衡常数Kp=__________kPa-1(Kp为以分压表示的平衡常数，保留小数点后2位)。

Answer 1

【答案】+124.2 升高温度 丙烷直接裂解是吸热反应，通入足量O2可提供裂解所需的能量，并保持热平衡 BCD > 0.09 0.21

【解析】

I．(1)结合图像及盖斯定律进行计算；

①反应为吸热反应，升高温度，反应速率增大和平衡正向移动；

②通入足量O2可与裂解产生的氢气反应，提供裂解所需的能量，并保持热平衡；

(2)①A.催化剂参与了歧化反应，生成了中间产物，即改变反应历程；

B.催化剂导致反应速率增大，但化学平衡常数不变，则使K正和K逆增大相同的倍数；

C.催化剂导致反应速率增大，则降低了烯烃歧化反应的活化能，增大了活化分子百分数；

D.根据公式，速率常数的大小与反应的始态或终态有关，与反应程度无关系；

②Qc与K的关系判断；

II.利用三段式及反应速率的公式进行计算。

(1)根据左图，可得①C3H8(g)C2H2(g)+H2(g)+CH4(g) H=+156.6kJ/mol，右图可得，②C3H6(g) C2H2(g)+CH4(g) H=+32.4kJ/mol，根据盖斯定律，①-②可得C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)，则H=+124.2kJ/mol；

①该反应为吸热反应，升高温度，可同时提高反应速率和反应物的平衡转化率；

②丙烷直接裂解是吸热反应，通入足量O2可与裂解产生的氢气反应，提供裂解所需的能量，并保持热平衡；

(2)①A.催化剂参与了歧化反应，生成了中间产物，即改变反应历程，说法错误，A错误；

B.催化剂导致反应速率增大，但化学平衡常数不变，则使K正和K逆增大相同的倍数，说法正确，B正确；

C.催化剂导致反应速率增大，且不影响反应的焓变，则降低了烯烃歧化反应的活化能，增大了活化分子百分数，说法正确，C正确；

D.根据公式，速率常数的大小与反应的始态或终态有关，与反应程度无关系，说法正确，D正确；

答案为BCD；

②已知平衡时，n(C4H8)=amol，n(C2H4)=2amol，n(C3H6)=bmol，且平衡时C3H6的体积分数为25%，=25%，则b=amol，K=0.5；再往容器内通入等物质的量的C4H8和C2H4，化学平衡常数不变，则Qc=(x>0)，(1+x)(2+x)>2，Qc<K，则平衡正向移动，再次达到平衡时C3H6的体积分数大于25%；

II.①前120min内压强减小即P=80-69.2=10.8kPa，则v(CH2ClCHClCH3)==0.09kPamin-1。

②

根据表格数据可知，300min达到平衡，则=，x=0.56n；平衡时HCl的体积分数为12.5%，即=12.5%，则y=0.18n，Kp==0.21kPamin-1。