2.
乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:
$\stackrel{催化剂}{?}$
=CH2(g)+H2(g)
(1)已知:
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、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Kp=$\frac{n{α}^{2}}{(1-{α}^{2})V}$(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)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;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.
(1)已知:
| 化学键 | C-H | C-C | C=C | H-H |
| 键能/kJ•molˉ1 | 412 | 348 | 612 | 436 |
(2)维持体系总压强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Kp=$\frac{n{α}^{2}}{(1-{α}^{2})V}$(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)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;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.
1.在某温度下2L密闭容器中,3种气体加入起始状态和平衡状态时的物质的量(n)如下表所示:
下列有关说法正确的是( )
| X | Y | W | |
| 起始状态(mol) | 2 | 1 | 0 |
| 平衡状态(mol) | 1 | 0.5 | 1.5 |
| A. | 该温度下,该反应的平衡常数K=9 | |
| B. | 升高温度,若W的体积分数减小,此反应△H>0 | |
| C. | 该温度下,该反应的方程式为 2X(g)+Y(g)?3W(g) | |
| D. | 增大压强,正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动 |
20.将3molA与2.5molB混合起来,充入2L的密闭容器中,使之发生反应 3A(气)+B(气)?xC(气)+2D(气).经过5min反应达到平衡,生成1mol D,经测定知C的平均反应速率为0.1mol/L(L•min).与此有关的以下叙述中错误的是( )
| A. | A的平均反应速率为0.15mol/(L•min) | B. | B的转化率为20% | ||
| C. | B的平衡浓度为0.5mol/L | D. | x的数值为2 |
19.一定温度时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的SO2和O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196kJ•moL-1,一段时间后达平衡,反应过程中测定的部分数据见表:
下列说法不正确的是( )
| 反应时间/min | n(SO2)/mol | n(O2)/mol |
| 0 | 2 | 1 |
| 5 | 1.2 | |
| 10 | 0.4 | |
| 15 | 0.8 |
| A. | 反应在前5min的平均速率为v (SO2)=0.08mol•L-1•min-1 | |
| B. | 相同温度下,起始时向容器中充入1.5mol SO3,达平衡时SO3的转化率为40% | |
| C. | 保持温度不变,向平衡后的容器中再充入0.2molSO2和0.2mol SO3时,v (正)>v (逆) | |
| D. | 保持其他条件不变,若起始时向容器中充入2molSO3,达平衡时吸收78.4kJ的热量 |
18.某温度,在1L恒容密闭容器中,加入10molCO、7molH2S,发生如下反应:CO(g)+H2S(g)?COS(g)+H2(g),达平衡时CO物质的量为8mol,下列说法正确的是( )
| A. | 该温度下,化学平衡常数K=0.1 | |
| B. | H2S的平衡转化率为20% | |
| C. | 增大CO浓度,平衡正向移动,可以提高CO的转化率 | |
| D. | 升高温度,H2S浓度增加,表明该反应正方向是吸热反应 |
17.恒温下,在容积为2L的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入H2和I2发生可逆反应:
I2(g)+H2(g)═2HI(g)△H=-QkJ•mol-1,实验时有关数据如表:
下列判断正确的是( )
I2(g)+H2(g)═2HI(g)△H=-QkJ•mol-1,实验时有关数据如表:
| 容器编号 | 起始物质的量/mol | 4分钟后平衡时的物质的量/mol | 平衡时放出的热量/kJ | |
| I2 | H2 | HI | ||
| 甲 | 0.01 | 0.01 | 0.004 | Q1 |
| 乙 | 0.02 | 0.02 | a | Q2 |
| A. | 甲容器中,4分钟内氢气的反应速率为5.0×10-4 mol•L-1•min-1 | |
| B. | 平衡时,放出的热量为:Q1=4.0×10-3Q kJ | |
| C. | 平衡后,a=8.0×10-3mol,故乙中HI的质量分数比甲中高 | |
| D. | 该温度下,该反应的平衡常数K=0.25 |
16.常温下H2S饱和溶液1L,其浓度为0.1mol/L,电离方程式为H2S?H++HS-,HS-?H++S2-若要使溶液中的pH值增大同时使c(S2-)减小,可采取的措施是( )
| A. | 加入适量水 | B. | 加入适量NaOH固体 | ||
| C. | 通入适量的O2 | D. | 加入适量的CuSO4 |
14.在4L密闭容器中充入6molA(g) 和5molB(g) 在一定温度下发生反应:3A(g)+B(g)?2C(g)+xD(g),达到平衡时,生成2molC,测得D的浓度为0.5mol/L,则下列判断正确的是( )
0 159584 159592 159598 159602 159608 159610 159614 159620 159622 159628 159634 159638 159640 159644 159650 159652 159658 159662 159664 159668 159670 159674 159676 159678 159679 159680 159682 159683 159684 159686 159688 159692 159694 159698 159700 159704 159710 159712 159718 159722 159724 159728 159734 159740 159742 159748 159752 159754 159760 159764 159770 159778 203614
| A. | x=1 | |
| B. | 平衡时A的浓度为1.5 mol/L | |
| C. | B的转化率为20% | |
| D. | 反应起始和达到平衡时,混合气体的压强比为4:5 |