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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:772 题号:19241936
低碳烯烃是指乙烯、丙烯、丁烯,它们是有机合成的重要原料。
(1)我国学者用催化加氢合成低碳烯烃,反应过程如图所示:
   
①在存在下,加氢反应中,RWGS反应的活化能___________(填“大于”“小于”或“不能判断”)FTS反应的活化能。
②已知:Ⅰ.
Ⅱ.
向某密闭容器中加入1mol和3mol,在一定条件下发生上述反应。研究发现,乙烯的平衡产率随温度变化曲线如图所示,请解释550K以后,曲线变化的原因是___________
   
③在催化剂存在下,400kPa、500℃条件下,将1mol和3mol加入某密闭容器中合成低碳烯烃:,40min时反应达到平衡,此时测得的转化率和各含碳产物占所有含碳产物的物质的量分数如下表:
的转化率/%各含碳产物占所有含碳产物的物质的量分数/%
其他
60.060.040.00
反应达到平衡后,的分压是___________kPa(结果保留三位有效数字,下同),从反应开始到平衡时,的反应速率是___________
(2)正丁烷催化脱氢可得到2-丁烯,其有顺反异构,其转化关系如下:
   
若用表示反应的体积分数平衡常数(即浓度平衡常数中的浓度用体积分数代替)。上述三个反应的体积分数平衡常数的对数与温度的变化关系如图所示:
   
回答下列问题:
①图中b=___________(用含a、c的代数式表示)。
②在时,向某密闭容器中加入2mol正丁烷,测得生成的顺-2-丁烯为0.15mol,则平衡体系中___________mol。保持恒温恒压下,再向该容器中充入一定量惰性气体He,则反-2-丁烯的体积分数将会___________(填“增大”“减小”或“不变”)。

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【推荐1】甲烷-CO2重整反应可以得到用途广泛的合成气,已知方程式如下。回答下列问题:
CH4(g)+CO2(g)=2H2(g)+2CO(g) ΔH>0
(1)相关物质的燃烧热数据如下表所示:
物质CH4(g)CO(g)H2(g)
燃烧热(kJ·mol-1)890.3283.0285.8
     ΔH=___________kJ·mol-1
   用Ni基双金属催化,反应的活化能降低,ΔH___________(填“变大”、“变小”或者“不变”)
(2)控制其它条件不变,改变温度对合成气中甲烷质量分数的影响如图。

若充入a molCH4,经过2小时后达到如右图A点,2小时内用CH4表示的平均反应速率为___________mol/h(用a表示);假设A为平衡态,此时压强为2MPa,平衡常数Kp=___________(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压x物质的量分数,保留2位小数)。
(3)甲烷的重整反应速率可以表示为η=k·p(CH4) [p(CH4)是指甲烷的分压],其中k为速率常数。下列说法正确的是___________
a.增加甲烷的浓度,η增大     b.增加CO2浓度,η增大
c.及时分离合成气,η增大     d.通过升高温度,提升k
(4)已知在高温的条件下,会发生如下副反应:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.0 kJ·mol-1,且温度越高副反应的转化率越高,化学上称之为“温度的选择性”。不同n(CO2)/n(CH4)配比随温度变化对平衡时n(H2)/n(CO)配比的影响如图所示。

按n(CO2)/n(CH4)=2.5的配比进料,随温度升高,合成气n(H2)/n(CO)配比“先增加后减小”。增加是因为高温有利甲烷分解的积碳反应,请解释“减小”的可能原因___________
(5)一定温度下反应会出现积碳现象而降低催化剂活性。如图是Ni基双金属催化剂抗积碳的示意图。

结合图示:
①写出一个可能的积碳反应方程式___________
② 金属钴能有效消碳的原因是___________
2021-05-12更新 | 833次组卷
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解题方法
【推荐2】研究含N、S的污染排放物并妥善处理和利用,意义重大。回答下列问题:
(1)尾气先用氨水吸收生成,反应为,再将氧化为,最终实现副产氮肥,变废为宝。两种氧化方案如下:
方案1:
方案2:

30℃时,分别向两相同容器中加入100L 0.4溶液,加入足量相同物质的量的氧化剂,测得的氧化率X(%)随时间的变化如图所示。

据上述图象判断,氧化的能力是____(填“大于”或“小于”),可能的原因是___
②60min内测得方案2体系中用表示的反应速率为__
(2)方案2中,会被氧化成,而不能结合氧气(活化分子氧),为了保持钴氨溶液的吸收能力,需添加还原成,同时生成。反应历程如下:
i:
ii:_____
iii:
iv:
则第ii步反应为____
(3)利用废气中的将(2)中生成的还原成,以实现再生。反应的离子方程式为____
再生后,实现了利用方案2完整地氧化的过程,则整个过程中起催化剂作用的是___(填离子符号)。
(4)关于微生物电化学系统处理含氮废水的研究快速发展,如图是一种新型的浸没式双极室脱盐-反硝化电池。由阳极室和阴极室组成,中间由质子交换膜隔开,阳极室中的有机物则被微生物氧化降解产生电子和质子,其中的通过泵循环至阴极室,经过反硝化反应器中反硝化菌的作用被还原成
①微生物电化学系统处理有机含氮废水的优点是____
②写出负极发生反应的电极反应式:_____
2019-09-27更新 | 306次组卷
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(1)一种电解还原CO2制乙烯的装置如图(a)所示,阴极上生成乙烯的电极反应式为___________

(2)丙烷脱氢制烯烃反应及其常压下平衡常数自然对数值lnKp随温度(T)的变化如图(b)所示:

主反应:
Ⅰ.
副反应:
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
①图中属于吸热反应的是___________(填标号)。
=___________
③若只发生反应Ⅱ,则在w点时(若总压强为1MPa)丙烷的转化率为___________(已知)。
(3)甲醇乙烯烷基化制备丙烯主要反应有:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
在总压强为0.2MPa,起始时时,平衡时各物质的物质的量分数(yi)随温度变化如图(c)所示;起始时不同的与平衡时各物质的物质的量分数(yi)之间的关系如图(d)所示。

①图(c)中丙烯分压最大值不超过___________MPa;温度高于550K时,随温度升高,yi(C2H4)不断增大的原因是___________
②图(d)中随的增大,yi(H2O)不断减小的原因是___________
③下列说法正确的是___________(填字母)。
A.恒温下改变压强,丙烯的平衡产率不变
B.生产丙烯时,升高温度有利于丙烯的生成
C.实际生产中改进催化剂的选择性有利于提高丙烯的产率
D.其它条件不变时,适当增大,有利于提高丙烯的平衡产率
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