16.乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:

(1)已知:
化学键C-HC-CC=CH-H
键能/kJ•molˉ1412348612436
计算上述反应的△H=+124kJ•mol-1
(2)维持体系总压强p恒定,在温度T时,物质的量为n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压强平衡常数Kp=$\frac{{a}^{2}}{(1-{a}^{2})}P$(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数).
(3)工业上,通常在乙苯蒸汽中掺混水蒸气(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)示意图如图:

①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实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.
②控制反应温度为600℃的理由是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)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;已知该工艺中还能够发生反应:CO2+H2═CO+H2O,CO2+C═2CO,据此可推知新工艺的特点有①②③④(填编号).
①CO2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有利用CO2资源利用.
10.某同学以反应2Fe3++2I-?2Fe2++I2为原理,研究浓度对氧化还原性和平衡移动的影响.实验如图1,2:

(1)待实验Ⅰ(图1)溶液颜色不再改变时,再进行实验Ⅱ(图2),目的是使实验Ⅰ的反应达到化学平衡状态.
(2)iii是ii的对比试验,目的是排除有ii中溶液稀释对颜色的变化造成的影响.
(3)i和ii的颜色变化表明平衡逆向移动,Fe2+向Fe3+转化.用化学平衡移动原理解释原因:Ag+与I-生成AgI黄色沉淀,I-浓度降低,2Fe3++2I-?2Fe2++I2平衡逆向移动.
(4)根据氧化还原反应的规律,该同学推测i中Fe2+向Fe3+转化的原因:外加Ag+使c(I-)降低,导致I-的还原性弱于Fe2+,用图2装置(a、b 均为石墨电极)进行实验验证.
①K闭合时,指针向右偏转,b作正极.
②当指针归零(反应达到平衡)后,向U型管左管滴加0.01mol•L-1AgNO3溶液,产生的现象证实了其推测,该现象是左管出现黄色沉淀,指针向左偏转.
(5)按照(4)的原理,该同学用如图装置进行实验,证实了ii中Fe2+向Fe3+转化的原因.
①转化原因是左管出现黄色沉淀,指针向左偏转.
②该实验与(4)实验对比,不同的操作是Fe2+浓度增大,还原性增强,使Fe2+还原性强于I-
(6)实验Ⅰ中,还原性:I->Fe2+;实验Ⅱ中,还原性:Fe2+>I-.将(3)和(4)、(5)作对比,得出的结论是该反应为可逆的氧化还原反应,在平衡时,通过改变物质的浓度,可以改变物质的氧化、还原能力,并影响平衡移动.
 0  151975  151983  151989  151993  151999  152001  152005  152011  152013  152019  152025  152029  152031  152035  152041  152043  152049  152053  152055  152059  152061  152065  152067  152069  152070  152071  152073  152074  152075  152077  152079  152083  152085  152089  152091  152095  152101  152103  152109  152113  152115  152119  152125  152131  152133  152139  152143  152145  152151  152155  152161  152169  203614 

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