Question

【題目】1，3－丁二烯是重要的化工原料，工業(yè)上常用1-丁烯催化脫氫的方法制備。將0.lmol1－丁烯和0.675mol水蒸氣組成的混合氣，在80kPa恒壓下進(jìn)行反應(yīng)：CH3CH2CH=CH2(g)CH2=CHCH=CH2(g)+H2(g)△H。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)已知化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下，由此計(jì)算△H=____________kJmo1-1。

化學(xué)鍵	C－C	C=C	C－H	H－H
鍵能/kJmol-1	348	612	412	436

(2)如圖表示脫氫反應(yīng)中溫度對(duì)1－丁烯的平衡轉(zhuǎn)化率的影響，工業(yè)生產(chǎn)通�？刂品磻�(yīng)溫度600℃。

①請(qǐng)解釋工業(yè)生產(chǎn)控制溫度在600℃的原因___________。

②此溫度下反應(yīng)進(jìn)行2.5h后達(dá)到平衡，從開(kāi)始反應(yīng)到建立平衡，以H2表示的反應(yīng)速率為v(H2)=_________kPah-1；脫氫反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_________kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，p分=p總×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

(3)在密閉容器中反應(yīng)達(dá)到平衡后，再充入1.575mol1－丁烯和1.625mol1，3－丁二烯，化學(xué)反應(yīng)向_________(填“正反應(yīng)”、“逆反應(yīng)或“不移動(dòng)”)方向進(jìn)行 。

Answer 1

【答案】124 600℃時(shí)1-丁烯的平衡轉(zhuǎn)化率高，催化劑活性強(qiáng) 1 正反應(yīng)

【解析】

(1)根據(jù)表格鍵能數(shù)據(jù)，△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能；

(2)①催化劑的活性與溫度有關(guān)；

②根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，列“三段式”計(jì)算解答；

(3)根據(jù)Qc與平衡常數(shù)K的關(guān)系分析判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。

(1)根據(jù)表格鍵能數(shù)據(jù)，△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能=8EC-H+2EC-C+ EC=C-6EC-H- EC-C- 2EC=C-EH-H=2EC-H+EC-C-EC=C-EH-H=2×412kJmol-1+348kJmol-1-612kJmol-1-436kJmol-1=+124kJmol-1；

(2)①催化劑的活性與溫度有關(guān)，600℃時(shí)催化劑的活性最大，1-丁烯的平衡轉(zhuǎn)化率高；

②根據(jù)圖表數(shù)據(jù)，600℃達(dá)到平衡時(shí)，1-丁烯的轉(zhuǎn)化率為25%，列“三段式”：

p(H2)= 80kPa×=2.5kPa，p(CH2=CHCH=CH2)=80kPa×=2.5kPa，p(CH3CH2CH=CH2)= 80kPa×=7.5kPa，則以H2表示的反應(yīng)速率為v(H2)== 1kPah-1，平衡常數(shù)Kp=；

(3)在密閉容器中反應(yīng)達(dá)到平衡后，再充入1.575mol1－丁烯和1.625mol1，3－丁二烯，n(CH3CH2CH=CH2)= 1.575mol+0.075mol=1.65mol，n(CH3CH2CH=CH2)= 1.625mol+0.025mol=1.65mol，則此時(shí)p(H2)= 80kPa×=0.5kPa，p(CH2=CHCH=CH2)=80kPa×=16.5kPa，p(CH3CH2CH=CH2)= 80kPa×=16.5kPa，Qc==0.5 kPa＜K=，反應(yīng)未達(dá)到平衡，向正反應(yīng)方向移動(dòng)。