内容正文:
1. 苯乙烯是生产塑料与合成橡胶的重要原料。氧化乙苯脱氢制苯乙烯的反应为:
反应I:
已知:
反应II:
反应III:
回答下列问题:
(1)反应I的__________。
(2)下列关于反应I~III的说法正确的是______(填标号)。
A. 及时分离出水蒸气,有利于提高平衡混合物中苯乙烯的含量
B. 保持恒定时,说明反应I达到化学平衡状态
C. 其他条件相同,反应II分别在恒容和恒压条件下进行,前者乙苯的平衡转化率更高
D. 反应III正反应的活化能小于逆反应的活化能
(3)在催化剂作用下,氧化乙苯脱氢制苯乙烯可能存在如下图所示反应机理:
该机理可表示为以下两个基元反应,请补充反应ⅱ:
ⅰ:;
ⅱ:__________.
(4)常压下,乙苯和经催化剂吸附后才能发生上述反应I。控制投料比[∶n(乙苯)]分别为1∶1、5∶1和10∶1,并在催化剂作用下发生反应,乙苯平衡转化率与反应温度的关系如图所示:
①乙苯平衡转化率相同时,投料比越高,对应的反应温度越______(填“高”或“低”)。
②相同温度下,投料比远大于10∶1时,乙苯的消耗速率明显下降,可能的原因是:
ⅰ.乙苯的浓度过低;
ⅱ.__________。
③850K时,反应经t min达到图中P点所示状态,若初始时乙苯的物质的量为n mol,则v(苯乙烯)=______。
(5)700K时,向恒容密闭容器中加入过量和一定量乙苯,初始和平衡时容器内压强分别为和,则平衡时苯乙烯的分压为______kPa(以含有、、p的代数式表示)。[已知:①混合气体中某组分的分压等于总压与该气体物质的量分数之积;以平衡分压代替平衡浓度进行计算,可得反应的分压平衡常数。② ]
2. 2020年,我国明确提出“碳达峰”与“碳中和”研究二氧化碳的回收对这一宏伟目标的实现具有现实意义。
(1)已知:
则反应I:的_______。
(2)若在一密闭容器中通入和,一定条件下发生反应I,测得的平衡转化率、温度及压强的关系如图所示:
①下列描述能说明该反应处于化学平衡状态的是_______(填标号)。
A.CO的体积分数保持不变
B.容器内混合气体的总质量保持不变
C.
D.容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变
②图中、、、,压强最小的是_______,判断理由是_______
③已知,、表各组分(分压份压总压物质的量分数)。当时,a点_______,此时平衡常数_______(列出计算式即可,用平衡分压代替平衡浓度计算)。
(3)EleyRideal的反应机理认为和重整的反应历程如图所示。
该重整反应的决速步骤为_______(填“反应①”或“反应②”)。
3. 乙烯是重要的基础化工原料,工业上利用乙烷脱氢制乙烯的相关反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(1)反应的_______。
(2)以和的混合气体为起始投料(不参与反应),保持混合气体总物质的量不变,在恒容的容器中对反应Ⅰ进行研究。下列说法正确的是_______。
A. 升高温度,正、逆反应速率同时增大
B. 和的物质的量相等时,反应达到平衡状态
C. 增加起始投料时的体积分数,单位体积的活化分子数增加
D. 增加起始投料时的体积分数,平衡转化率增大
(3)科研人员研究催化剂对乙烷无氧脱氢的影响
①在一定条件下,催化乙烷脱氢转化为乙烯的反应历程如图所示,该历程的各步反应中,生成下列物质速率最慢的是_______。
A. B. C. D.
②用基催化剂研究催化脱氢,该催化剂对键和键的断裂均有高活性,易形成碳单质。一定温度下,基催化剂在短时间内会失活,其失活的原因是_______。
(4)在和催化剂条件下,向体积固定的容器中充入与一定量发生反应(忽略反应Ⅰ和反应Ⅱ外的其它反应),平衡时和的物质的量分数随起始投料比的变化关系如图所示。
①图中曲线c表示的物质为,表示的曲线为_______(填“a”或“b”),判断依据是_______。
②当时,平衡时体系压强为P,计算反应Ⅰ的平衡常数_______(写出计算过程,结果保留2位有效数字;对于,,)。
4. 运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义,请完成下列探究。
(1)生成氢气:将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。 ΔH=+131.3kJ⋅mol-1,ΔS=+133.7J⋅mol-1⋅K-1,该反应在低温下_______(“能”或“不能”)自发进行。
(2)已知在400℃时,的。相关化学键键能数据为
化学键
N≡N
H-H
N-H
键能
946
436
390.8
回答下列问题:①在400℃时,(g的K2=_______(填数值),ΔH=_______。
②400℃时,在1L的反应容器中进行合成氨反应,一段时