解题方法
1 . 苯乙烯是一种很重要的有机化学原料,用途十分广泛。在以水蒸气做稀释剂、存在催化剂的条件下,乙苯催化脱氢可生成苯乙烯。可能发生如下两个反应;
主反应: ;
副反应: 。
回答下列问题:
(1)已知,在、条件下,、、、的燃烧热分别为、、、。则_______ 。
(2)在某温度、pkPa的条件下,向反应器中充入气态乙苯发生主反应:,其平衡转化率为50%,若向该反应器中充入水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应),可将平衡转化率提高至_______ 。
(3)在不同的温度条件下,以水烃比投料,在膜反应器中发生乙苯催化脱氢反应。膜反应器可以通过多孔膜移去,提高乙苯的平衡转化率,工作原理如图所示:已知:移出率×100%。
①忽略副反应,维持体系总压强p恒定,在温度T时,已知乙苯的平衡转化率为,的移出率为b,则在该温度下主反应的平衡常数_______ (用含、b、p的代数式表示)。
②乙苯的平衡转化率增长百分数与的移出率在不同温度条件下的关系如表所示:
高温下副反应程度极小,试说明当温度高于950℃时,乙苯的平衡转化率随的移出率的变化改变程度不大的原因:_______ 。
③下列说法正确的是_______ (填选项字母)。
A.生成的总物质的量与苯乙烯相等
B.因为被分离至隔离区,故反应器中不发生副反应
C.在恒容的膜反应器中,其他条件不变,增大水烃比,可提高乙苯的转化率
D.当的分压不再发生变化时,说明主副反应均达到平衡状态
(4)有研究者发现,在气氛中乙苯催化脱氢制苯乙烯更容易进行,反应历程如图所示:①该过程的总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_______ (写一点即可)。
③从资源综合利用角度分析,氧化乙苯脱氢制苯乙烯的优点是_______ 。
主反应: ;
副反应: 。
回答下列问题:
(1)已知,在、条件下,、、、的燃烧热分别为、、、。则
(2)在某温度、pkPa的条件下,向反应器中充入气态乙苯发生主反应:,其平衡转化率为50%,若向该反应器中充入水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应),可将平衡转化率提高至
(3)在不同的温度条件下,以水烃比投料,在膜反应器中发生乙苯催化脱氢反应。膜反应器可以通过多孔膜移去,提高乙苯的平衡转化率,工作原理如图所示:已知:移出率×100%。
①忽略副反应,维持体系总压强p恒定,在温度T时,已知乙苯的平衡转化率为,的移出率为b,则在该温度下主反应的平衡常数
②乙苯的平衡转化率增长百分数与的移出率在不同温度条件下的关系如表所示:
温度/℃ 增长百分数/% 移出率/% | 700 | 950 | 1000 |
60 | 8.43 | 4.38 | 2.77 |
80 | 16.8 | 6.1 | 3.8 |
90 | 27 | 7.1 | 4.39 |
③下列说法正确的是
A.生成的总物质的量与苯乙烯相等
B.因为被分离至隔离区,故反应器中不发生副反应
C.在恒容的膜反应器中,其他条件不变,增大水烃比,可提高乙苯的转化率
D.当的分压不再发生变化时,说明主副反应均达到平衡状态
(4)有研究者发现,在气氛中乙苯催化脱氢制苯乙烯更容易进行,反应历程如图所示:①该过程的总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
③从资源综合利用角度分析,氧化乙苯脱氢制苯乙烯的优点是
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解题方法
2 . 碳氢化合物有多种,它们在工业生产、生活中有重要用途。
(1)石油危机日渐严重,甲烷的转化和利用在天然气化工行业有非常重要的作用。甲烷重整技术主要是利用甲烷和其他原料来制备合成气(CO和H2混合气体)。现在常见的重整技术有甲烷-水蒸气重整,其反应为:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH>0
如图为反应压强为0.3 MPa,投料比n(H2O)/n(CH4)为1,在三种不同催化剂催化作用下,甲烷-水蒸气重整反应中CH4转化率随温度变化的关系。
下列说法正确的是________ 。
A.在相同条件下,三种催化剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的催化效率由高到低的顺序是Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ
B.b点CH4的转化率高于a点,原因是b、a两点均未达到平衡状态,b点温度高,反应速率较快,故CH4的转化率较大
C.C点一定未达到平衡状态
D.催化剂只改变反应速率不改变平衡移动,所以在850℃时,不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下达平衡时CH4的转化率相同
(2) 乙炔(C2H2)在气焊、气割及有机合成中用途非常广泛,甲烷在1500℃左右气相裂解法生产,裂解反应:2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g)的△H= +376.4kJ/mol。
哈斯特研究得出当甲烷分解时,几种气体平衡时分压(Pa)与温度(℃)的关系如图所示。
①T1℃时,向1L恒容密闭容器中充入0.3 mol CH4只发生反应2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=c(CH4)。该反应的△H____ 0(填“>”或“<”),CH4的平衡转化率为____ %(保留3位有效数字)。上述平衡状态某一时刻,若改变温度至T2℃,CH4以0.01mol/(L·s)的平均速率增多,经ts后再次达到平衡,平衡时,c(CH4)=2c(C2H4),则T1_____ (填“>”或“<”)T2,t=______ s。
②由图可知,甲烷裂解制乙炔有副产物乙烯生成,为提高甲烷制乙炔的转化率,除改变温度外,还可采取的措施有___________ 。
(1)石油危机日渐严重,甲烷的转化和利用在天然气化工行业有非常重要的作用。甲烷重整技术主要是利用甲烷和其他原料来制备合成气(CO和H2混合气体)。现在常见的重整技术有甲烷-水蒸气重整,其反应为:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH>0
如图为反应压强为0.3 MPa,投料比n(H2O)/n(CH4)为1,在三种不同催化剂催化作用下,甲烷-水蒸气重整反应中CH4转化率随温度变化的关系。
下列说法正确的是
A.在相同条件下,三种催化剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的催化效率由高到低的顺序是Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ
B.b点CH4的转化率高于a点,原因是b、a两点均未达到平衡状态,b点温度高,反应速率较快,故CH4的转化率较大
C.C点一定未达到平衡状态
D.催化剂只改变反应速率不改变平衡移动,所以在850℃时,不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下达平衡时CH4的转化率相同
(2) 乙炔(C2H2)在气焊、气割及有机合成中用途非常广泛,甲烷在1500℃左右气相裂解法生产,裂解反应:2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g)的△H= +376.4kJ/mol。
哈斯特研究得出当甲烷分解时,几种气体平衡时分压(Pa)与温度(℃)的关系如图所示。
①T1℃时,向1L恒容密闭容器中充入0.3 mol CH4只发生反应2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=c(CH4)。该反应的△H
②由图可知,甲烷裂解制乙炔有副产物乙烯生成,为提高甲烷制乙炔的转化率,除改变温度外,还可采取的措施有
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2019-12-02更新
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133次组卷
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2卷引用:湖南省常德市汉寿县第一中学2023-2024学年高三下学期开学化学试题