【題目】苯乙烯()是生產各種塑料的重要單體,可通過乙苯催化脫氫制得:

gg)+H2g) △H

(1)已知:

化學鍵

C-H

C-C

C=C

H-H

鍵能/kJ/mol

412

348

612

436

計算上述反應的△H________ kJ·mol1。

(2)500℃時,在恒容密閉容器中,充入a mol乙苯,反應達到平衡后容器內氣體的壓強為P;若再充入bmol的乙苯,重新達到平衡后容器內氣體的壓強為2P,則a_______b(填“>” “<”或“=”),乙苯的轉化率將________(填“增大” “減小”或“不變”)。

(3)工業(yè)上,通常在乙苯(EB)蒸氣中摻混N2(原料氣中乙苯和N2的物質的量之比為110,N2不參與反應),控制反應溫度600℃,并保持體系總壓為0.1Mpa不變的條件下進行反應。在不同反應溫度下,乙苯的平衡轉化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性(指除了H2以外的產物中苯乙烯的物質的量分數(shù))示意圖如下:

A,B兩點對應的正反應速率較大的是________。

②摻入N2能提高乙苯的平衡轉化率,解釋說明該事實___________________________。

③用平衡分壓代替平衡濃度計算600℃時的平衡常數(shù)Kp=________。(保留兩位有效數(shù)字,分壓=總壓×物質的量分數(shù))

④控制反應溫度為600℃的理由是___________________________。

【答案】+124 減小 B 正反應方向氣體分子數(shù)增加,加入氮氣稀釋,相當于起減壓的效果 0.019MPa 600℃時,乙苯的轉化率和苯乙烯的選擇性均較高。溫度過低,反應速率慢,轉化率低;溫度過高,選擇性下降。高溫還可能使催化劑失活,且能耗大

【解析】

(1)焓變=反應物總鍵能-生成物總鍵能,由有機物的結構可知,應是-CH2CH3中總鍵能與-CH=CH2、H2總鍵能之差,故△H=(5×412+348-3×412-612-436)kJmol-1=+124kJmol-1;

(2)該反應為氣體增多的反應;假設a=b,且在充入b mol乙苯時將容器體積擴大為原來的2倍,則此時達到等效平衡,壓強依然為P,實際情況時容器體積不變,則需將容器體積壓縮至和原平衡相同,假設此過程中平衡不移動,則壓縮后壓強為2P,但實際情況是壓縮體積時平衡會逆向移動,壓強減小,即平衡后壓強小于2P,若想要壓強達到2P,則需要充入更多的乙苯,所以ab;恒容充入乙苯,體系壓強增大,平衡會在等效平衡的基礎上左移,導致乙苯的轉化率減;

(3)①A點和B點溫度相同,容器恒壓,則充入氮氣后容器體積變大,氣體濃度減小,濃度越小反應速率越小,所以B點正反應速率較大;

②保持總壓不變,充入N2,容器體積增大,各組分的濃度同倍數(shù)減小,相當于減小壓強,利于反應正向進行,乙苯轉化率增大;

600℃時乙苯的轉化率為40%,不妨設設初始投料為1mol乙苯,則轉化乙苯0.4mol,剩余0.6mol,根據(jù)方程式(g)(g)+H2(g)可知,生成苯乙烯0.4mol,氫氣0.4mol,壓強之比等于氣體物質的量之比,總壓強為0.1MPa,則p(乙苯)=,p(苯乙烯)=p(H2)=,則平衡常數(shù)Kp==0.019MPa;

④由于600℃時,乙苯的轉化率和苯乙烯的選擇性均較高。溫度過低,反應速率慢,轉化率低;溫度過高,選擇性下降,過高溫度還可能使催化劑失活,且能耗大,所以控制反應溫度為600℃。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】將圖中所列儀器組裝為一套實驗室蒸餾工業(yè)酒精的裝置,并進行蒸餾。

()

()

()

()

()

()

1)圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種儀器的名稱是__、__、__。

2)將以上儀器按()→()順序,用字母a,bc…表示連接順序。

e_____________________,______________,______________。

3)Ⅰ儀器中c口是__,d口是__。(進水口出水口”)

4)蒸餾時,溫度計水銀球應放在__位置。

5)在Ⅱ中注入工業(yè)酒精后,加幾片碎瓷片的目的是__

6)給Ⅱ加熱,收集到沸點最低的餾分是__。收集到78℃左右的餾分是__。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】CO2中,Mg燃燒生成MgOC。下列說法正確的是( )

A. 元素C的單質只存在金剛石和石墨兩種同素異形體

B. MgMgO中鎂元素微粒的半徑:r(Mg2)>r(Mg)

C. 在該反應條件下,Mg的還原性強于C的還原性

D. 該反應中化學能全部轉化為熱能

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】實驗室制備1,2-二溴乙烷的反應原理如下:

CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O

CH2=CH2Br2 BrCH2CH2Br

可能存在的主要副反應有:乙醇在濃硫酸的存在下在140 ℃脫水生成乙醚

用少量溴和足量的乙醇制備1,2-二溴乙烷的裝置如圖所示:

有關數(shù)據(jù)列表如下:

乙醇

1,2-二溴乙烷

乙醚

狀態(tài)

無色液體

無色液體

無色液體

密度/(g·cm-3)

0.79

2.2

0.71

沸點/

78.5

132.

34.6

熔點/

-130

9

-116

回答下列問題:

(1)在此制備實驗中,要盡可能迅速地把反應溫度提高到170 ℃左右,其最主要目的是________(填正確選項前的字母)。

a .引發(fā)反應 b. 加快反應速度 c. 防止乙醇揮發(fā) d. 減少副產物乙醚生成

(2)在裝置C中應加入________(填正確選項前的字母),其目的是吸收反應中可能生成的酸性氣體。

a . b .濃硫酸 c .氫氧化鈉溶液 d .飽和碳酸氫鈉溶液

(3)判斷該制備反應已經結束的最簡單方法是_______________________。

(4)1,2-二溴乙烷粗產品置于分液漏斗中加水,振蕩后靜置,產物應在________(填“上”或“下”)。

(5)若產物中有少量未反應的Br2,最好用________(填正確選項前的字母)洗滌除去。

a b 氫氧化鈉溶液 c 碘化鈉溶液 d 乙醇

(6)若產物中有少量副產物乙醚,可用________的方法除去。

(7)反應過程中應用冷水冷卻裝置D,其主要目的是_______________________;但又不能過度冷卻(如用冰水),其原因是_______________________________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】一種微生物燃料電池的結構示意圖如下所示,關于該電池的敘述正確的是(  )

A. 電池工作時,電子由a流向b

B. 微生物所在電極區(qū)放電時發(fā)生還原反應

C. 放電過程中,H從正極區(qū)移向負極區(qū)

D. 正極反應式為:MnO24H2e===Mn22H2O

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】H是藥物合成中的一種重要中間體,下面是H的一種合成路線:

回答下列問題:

(1)X的結構簡式為_______,其中所含官能團的名稱為______;Y生成Z的反應類型為_______。

(2)R的化學名稱是________

(3)ZE合成F的化學方程式為__________________。

(4)同時滿足苯環(huán)上有4個取代基,且既能發(fā)生銀鏡反應,又能發(fā)生水解反應的Y的同分異構體有________種,其中核磁共振氫譜上有4組峰,峰面積之比為1223的同分異構體的結構簡式為________(一種即可)

(5)參照上述合成路線,以乙醛和為原料(其他試劑任選),設計制備肉桂醛()的合成路線_______________

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】運用有關概念判斷下列敘述正確的是( )

A.1mol H2燃燒放出的熱量為H2的燃燒熱

B.Na2SO3H2O2的反應為氧化還原反應

C.互為同系物

D.BaSO4的水溶液不導電,故BaSO4是弱電解質

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】短周期元素W、XY、Z的原子序數(shù)依次增大。W的氣態(tài)氫化物遇濕潤的紅色石蕊試紙變藍色,X是地殼中含量最高的元素,Y在同周期主族元素中原子半徑最大,ZY形成的化合物的化學式為YZ。下列說法不正確的是

A.W在元素周期表中的位置是第二周期VA

B.用電子式表示的形成過程為:

C.同主族中Z的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性最強

D.XY形成的兩種常見的化合物中,陽離子和陰離子的個數(shù)比均為2:1

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【題目】將反應Cus + 2Ag+aqCu2+aq + 2Ags)設計成原電池,某一時刻的電子流向及電流計(G)指針偏轉方向如圖所示,有關敘述正確的是

A. KNO3鹽橋中的K+移向CuNO32溶液

B. 當電流計指針為0時,該反應達平衡,平衡常數(shù)K=0

C. 若此時向AgNO3溶液中加入NaCl固體,隨著NaCl量的增加,電流計指針向右偏轉幅度減小指針指向0→向左偏轉

D. 若此時向CuNO32溶液中加入NaOH固體,隨著NaOH量的增加電流計指針向右偏轉幅度減小指針指向0→向左偏轉

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