题目内容
【题目】乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：
（1）已知：
计算上述反应的△H＝________ kJ·mol－1。
（2）维持体系温度和总压强p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数K＝___________(用α等符号表示)。
（3）工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1︰9)，控制反应温度600℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)如右图所示：
①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实 。
②控制反应温度为600℃的理由是 。
（4）某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺——乙苯－二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变，与掺水蒸汽工艺相比，在相同的生产效率下，可降低操作温度；该工艺中还能够发生反应：CO2＋H2＝CO＋H2O，CO2＋C＝2CO。新工艺的特点有_________(填编号)。
① CO2与H2反应，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移
② 不用高温水蒸气，可降低能量消耗
③ 有利于减少积炭
④ 有利于CO2资源利用
【答案】（1）+124
（2）
（3）①正反应方向气体分子数增加，加入水蒸气起稀释作用，相当于减压的效果②600℃时，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。
（4）①②③④
【解析】试题分析：（1）反应热=反应物总键能-生成物总能键能，由有机物的结构可知，应是-CH2CH3中总键能与-CH=CH2、H2总键能之差，故△H=(5×412+348-3×412-612-436)kJmol-1=+124kJmol-1，故答案为：+124；
（2）物质的量为n的乙苯蒸气发生催化脱氢反应，参加反应的乙苯为nα mol，则：
+H2
开始(mol): n 0 0
转化(mol): nα nα nα
平衡(mol): n(1-α) nα nα
维持体系总压强p恒定，平衡常数K═
=
=
，故答案为：；
（3）①正反应为气体分子数增大的反应，保持压强不变，加入水蒸气，容器体积应增大，等效为降低压强，平衡向正反应方向移动，提高乙苯的平衡转化率，故答案为：正反应为气体分子数增大的反应，保持压强不变，加入水蒸气，容器体积应增大，等效为降低压强，平衡向正反应方向移动；
②600℃时乙苯的转化率与苯乙烯的选择性均较高，温度过低，反应速率较慢，转化率较低，温度过高，选择性下降，高温下可能失催化剂失去活性，且消耗能量较大，故选择600℃左右，故答案为：600℃时乙苯的转化率与苯乙烯的选择性均较高，温度过低，反应速率较慢，转化率较低，温度过高，选择性下降，高温下可能失催化剂失去活性，且消耗能量较大；
（4）①CO2与H2反应，导致氢气浓度减低，有利于乙苯脱氢反应的化学平衡右移，故正确；②由题目信息可知，在保持常压和原料气比例不变，与掺水蒸汽工艺相比，在相同的生产效率下，可降低操作温度，消耗的能量减少，故正确；③由于会发生反应CO2+C═2CO，有利于减少积炭，故正确；④CO2代替水蒸气，有利用CO2资源利用，故正确，故答案为：①②③④。
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【题目】已知：实验室常用无水乙醇（CH3CH2OH）制备乙烯，制备原理为：
CH3CH2OH
CH2＝CH2↑＋H2O。
无水乙醇性质如下表：
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 溶解性 | 挥发性 | 化学性质 |
无水乙醇 | —114.1 | 78.3 | 能与水以任意比互溶 | 易挥发 | 能使酸性高锰酸钾溶液褪色 |
甲、乙同学用下列实验装置制备乙烯并验证其性质。（气密性已检验，部分夹持装置略）。
实验操作和现象：
操 作 | 现 象 |
点燃酒精灯，加热至170℃ | I：A中烧瓶内液体渐渐变黑 II：B内气泡连续冒出，溶液逐渐褪色 |
…… | |
实验完毕，清洗烧瓶 | III：A中烧瓶内附着少量黑色颗粒状物，有刺激性气味逸出 |
（1）写出乙烯的1个用途： ，对应方程式为（注明反应类型） 。
（2）A中烧瓶内溶液“渐渐变黑”，说明浓硫酸具有 性。
（3）分析使B中溶液褪色的物质，甲认为是C2H4使B中溶液褪色，该反应的化学方程式为（注明反应类型） 。
（4）乙根据反应原理及现象I和III综合分析，认为产物中除乙烯外还混有乙醇、H2O、CO2和一种 “有刺激性气味”的气体X。你认为这种“有刺激性气味”气体X是 （填化学式）。
为验证气体X的存在，并证实是C2H4使B中溶液褪色，乙设计如下装置，与A连接：
设 计 | 现 象 |
与A连接的装置如下：
| C中溶液褪色，加热后又恢复红色； F中溶液褪色 |
请回答下列问题：
D中盛放的试剂是 （填化学式），不能盛放酸性KMnO4溶液的原因是（用离子方程式解释）： 。
