内容正文:
1. 低碳烯烃(乙烯、丙烯、丁烯等)作为重要的基本化工原料,在现代石油和化学工业中起着举足轻重的作用。一定条件下,碘甲烷(CH3I)热裂解制低碳烯烃的主要反应有:
反应I 2CH3I(g)C2H4(g)+2HI(g) ΔH1Kp1=a
反应Ⅱ 3C2H4(g)2C3H6(g) ΔH2Kp2=b
反应Ⅲ 2C2H4(g)C4H8(g) ΔH3Kp3=c
反应I、Ⅱ、Ⅲ在不同温度下的分压平衡常数Kp如表1,回答下列问题:
表1
T/Kp
298 K
323 K
423 K
523 K
623 K
723 K
反应I
7.77×10-8
1.65×10-6
1.05×10-2
2.80
1.41×102
2.64×103
反应Ⅱ
7.16×1013
2.33×1012
1.48×108
3.73×105
6.42×103
3.40×102
反应Ⅲ
2.66×1011
6.04×109
1.40×105
1.94×102
2.24
8.99×10-2
(1)ΔH1_______________0(填“>”或“<”,下同)。
(2)实际工业生产中,若存在副反应:4C3H6(g)3C4H8(g) ΔH4Kp4
则Kp4=_________________(用含有b、c的代数式表达),结合表1数据分析 ΔH4________0。
(3)控制条件只发生反应I、Ⅱ、Ⅲ,测得压强对平衡体系中n(C3H6)/n(C2H4)的影响如表2。
p/MPa
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
1.42
1.75
1.98
2.15
2.30
2.42
2.53
2.63
2.72
2.80
随压强增大不断增大的原因可能是_________________。
(4)结合信息,请推测有利于提高乙烯产率的措施____________(至少答2点)。
(5)其它条件不变,向容积为1L密闭容器中投入1molCH3I(g),假定只发生反应I、Ⅱ、Ⅲ,温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯所占物质的量分数的影响如图,715K时CH3I(g)的平衡转化率为________,反应I以物质的量分数表示的平衡常数Kx=________________。
2. 请回答下列问题。
I.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:,其化学平衡常数K和温度T的关系如表所示:
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=_______。
(2)该反应的正反应为_______(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)某温度下,平衡浓度符合下式:,试判断此时的温度为_______。此温度下加入和,充分反应,达到平衡时,CO2的转化率为_______。
(4)在时,发生上述反应,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为为,为为为,则此时平衡_______(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。
II.H2S受热发生分解反应:,在密闭容器中充入,压强为p时,控制不同的温度(从左到右依次为)进行实验,H2S的平衡转化率如图所示。
(5)压强为p,温度为时,反应经达到平衡,则平均反应速率_______。
(6)若压强,温度为时,该反应的平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
3. 回答下列问题:
(1)在一定体积的密闭容器中,进行化学反应,其化学平衡常数K和温度T的关系如表,回答下列问题:
T/℃
700
800
830
1000
K
0.64
0.9
1.0
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①在700℃下,充入等物质的量的和,平衡时的转化率为_______。(保留三位有效数字)
②若830℃时,向容器中充入1molCO和4mol,反应达到平衡后,其化学平衡常数K_______(填“大于”“小于”或“等于”)1.0。
③若某温度时,体系中、、CO、的平衡浓度分别为、、、,则此时上述反应的温度_______(填“大于”、“小于”或“等于”)1000℃。
(2)催化重整有利于减少温室效应,反应方程式为:。
催化重整时,还存在以下反应:
积碳反应:
消碳反应:
现在实验室中模拟催化重整过程,请思考下列问题:
恒容密闭容器中,当投料比时,平衡转化率()与温度(T)、初始压强(p)的关系如图。
①当温度为、压强为2MPa时,A点的_______(读“大于”、“小于”或“等于”)。
②恒温恒容,初始压强为时,起始时向密闭容器中加入1mol和1mol,假设只发生反应。根据图中点,计算该温度时反应的平衡常数_