组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应的热效应 > 反应热 > 燃烧热 > 燃烧热概念
题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:159 题号:15613607
苯乙烯是一种重要的有机化工原料,可广泛用于合成橡胶,工程塑料及制药等。工业上可通过乙苯催化脱氢来制取苯乙烯,反应方程式如下:
(g)(g)+H2(g) ΔH
(1)已知部分物质的燃烧热数据如下表:
物质乙苯苯乙烯氢气
燃烧热-4610.2-4441.8-285.8
_______
(2)下列关于反应的说法正确的是_______(填序号)
A.高温有利于反应自发进行
B.工业生产中应尽可能提高反应温度,并增大压强,以提高原料的利用率
C.恒温恒容条件下,反应达到平衡后,向体系中再充入乙苯蒸气,乙苯的转化率将增大
D.选择合适的催化剂可以缩短达到平衡的时间,但不会提高生成物中苯乙烯的含量
(3)工业装置通常采用铁基氧化物催化剂,通入过热水蒸气(615~645℃)、水油比(水与乙苯质量比)1.4~1.8、常压的条件下发生乙苯的催化脱氢反应。
①反应中通入水蒸气的作用是_______
②将物质的量分数组成为m%乙苯(g)、n%的气体通入反应器,在温度t、压强p下进行反应。平衡时,乙苯的转化率为,则苯乙烯的分压为_______,平衡常数_______(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)
(4)近年来,有研究者发现若将上述生产过程中通入改为通入,通入后会发生反应。在常压下,分别按投料比为仅乙苯,乙苯,乙苯,测得乙苯的平衡转化率与温度的关系如下图。

则乙苯对应的曲线为_______(填“a”,“b”或“c”),理由是_______

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【推荐1】某空间站利用萨巴蒂尔反应:,配合水的电解实现氧气再生的流程简图如下。

(1)已知:电解液态水制备1mol,电解反应的。由此计算的摩尔燃烧焓___________
(2)已知:萨巴蒂尔反应的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图。

①萨巴蒂尔反应在___________(选填“高温”或“低温”)下能自发进行。
②某研究小组模拟该反应,温度t下,向容积为10L的密闭容器中通入0.1mol和0.4mol,反应平衡后测得容器中。则的转化率为______,反应温度t约为____℃。
(3)在相同条件下,还会发生不利于氧循环的副反应:
,在反应器中按通入反应物在不同温度、不同催化剂条件下,反应进行到2min时,测得反应器中浓度如表。
催化剂
催化剂Ⅰ10.812722345.242780
催化剂Ⅱ9.2107753438932
若选用催化剂Ⅰ,在350℃条件下反应,0~2min生成的平均反应速率为_____;结合表格信息分析,从提高循环系统制氧效率的角度,反应器的最佳反应条件应选择催化剂___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)和___________
(4)令代替萨巴蒂尔反应,虽可实现氢、氧元素完全循环利用,但使用一段时间后催化剂的催化效果会明显下降,其原因是___________
(5)“富集装置”可利用电化学法富集空间站内“空气”中的作为萨巴蒂尔反应器的原料气之一,装置如右图。a极为______极(填“正”或“负”),b电极上发生的电极反应为___________
2023-12-20更新 | 101次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
【推荐2】苯乙烯是生产塑料和合成橡胶的重要有机原料,国内外目前生产苯乙烯的方法主要是乙苯催化脱氢法,反应方程式为:
(1)已知部分物质的燃烧热数据如下表,利用表中数据计算_______(用a、b、c表示)
物质燃烧热
乙苯
苯乙烯
氢气

(2)实际生产过程中,通常向乙苯中掺混氮气(不参与反应),保持体系总压为100kPa下进行反应,不同投料比m下乙苯的平衡转化率随反应温度变化关系如图所示。(其中投料比m为原料气中乙苯和的物质的量之比,取值分别为1∶0、1∶1、1∶5、1∶9)

①在乙苯中掺混氮气的目的是_______
②投料比m为1∶0的曲线是_______(填曲线标号)。
③若一定的投料比,反应温度恒定时,并保持体系总压为常压的条件下进行反应,下列事实能作为该反应达到平衡的依据的是_______(填字母)。
A.       
B.容器内气体密度不再变化
C.容器内苯乙烯与的分子数之比不再变化       
D.容器内气体的平均相对分子质量不再变化
(3)近年来,有研究者发现若将上述生产过程中通入改为通入,在气氛中乙苯催化脱氢制苯乙烯更容易进行,反应历程如图:

①该过程中发生反应的化学方程式为_______
②根据反应历程分析,催化剂表面酸碱性对乙苯脱氢反应性能影响较大,如果催化剂表面碱性太强,会降低乙苯的转化率,碱性太强使乙苯转化率降低的原因是_______(说出一点即可)。
③在600℃下,向恒容密闭容器中充入2mol乙苯和,平衡时乙苯的转化率为50%,且容器内气体总物质的量为5mol,则_______
2023-03-09更新 | 211次组卷
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【推荐3】乙醇是一种清洁替代能源,催化加氢制备乙醇技术是当前的研究热点。
(1)催化加氢制备乙醇的反应为
①若要计算上述反应的,须查阅的两个数据是的燃烧热和__________,该反应的__________(填“>”“<”或“=”)0;
②某金属有机骨架负载的铜基催化剂上,加氢生成的部分反应机理如图所示;

过程中两个均参与反应,X的结构式为__________(填标号)。

(2)乙酸甲酯催化加氢制备乙醇主要涉及如下反应:
反应I:
反应Ⅱ:
在其他条件不变时,将的混合气体以一定流速通入装有铜基催化剂的反应管,测得转化率、选择性选择性
随温度的变化如图所示.

①铜基催化剂须含合适物质的量之比的的晶胞如图所示(立方体),晶体的密度可表示为__________(用含的代数式表示,表示阿伏加德罗常数的值)。

下均有,其原因是__________
范围内,转化率随温度升高而迅速增大的主要原因是__________
④温度高于时,催化剂的催化活性下降,其原因可能是__________
(3)一定条件下,在密闭容器内通入发生反应I和Ⅱ,测得下达到平衡时转化率为,乙醇选择性为时,反应1的平衡常数__________
2024-05-21更新 | 43次组卷
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