【題目】乙烯是一種重要的化工原料,可由乙烷為原料制取,回答下列問(wèn)題。

1)傳統(tǒng)的熱裂解法和現(xiàn)代的氧化裂解法的熱化學(xué)方程式如下:

C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) ΔH1=+136kJ·mol-1

C2H6(g)+O2(g)=C2H4(g)+H2O(g) ΔH2=-110kJ·mol-1

已知反應(yīng)相關(guān)的部分化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:

化學(xué)鍵

H-H(g)

H-O(g)

O=O

鍵能(kJ·mol-1)

436

x

496

由此計(jì)算x=___,通過(guò)比較ΔH1ΔH2,說(shuō)明和熱裂解法相比,氧化裂解法的優(yōu)點(diǎn)是___(任寫一點(diǎn))。

2)乙烷的氧化裂解反應(yīng)產(chǎn)物中除了C2H4外,還存在CH4、COCO2等副產(chǎn)物(副反應(yīng)均為放熱反應(yīng)),圖甲為溫度對(duì)乙烷氧化裂解反應(yīng)性能的影響。乙烷的轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而升高的原因是___,反應(yīng)的最佳溫度為___(填序號(hào))。

A.700B.750C.850D.900

[乙烯選擇性=;乙烯收率=乙烷轉(zhuǎn)化率×乙烯選擇性]

3)烴類氧化反應(yīng)中,氧氣含量低會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)產(chǎn)生積炭堵塞反應(yīng)管。圖乙為的值對(duì)乙烷氧化裂解反應(yīng)性能的影響。判斷乙烷氧化裂解過(guò)程中的最佳值是___,判斷的理由是___。

4)工業(yè)上,保持體系總壓恒定為100kPa的條件下進(jìn)行該反應(yīng),通常在乙烷和氧氣的混合氣體中摻混惰性氣體(惰性氣體的體積分?jǐn)?shù)為70%),摻混惰性氣體的目的是___。反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),各組分的體積分?jǐn)?shù)如下表:

組分

C2H6

O2

C2H4

H2O

其他物質(zhì)

體積分?jǐn)?shù)/%

2.4

1.0

12

15

69.6

計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù):Kp=___(用平衡分壓代替平衡濃度,平衡分壓=總壓×體積分?jǐn)?shù))。

【答案】465 氧化裂解反應(yīng)是放熱反應(yīng),節(jié)約能源(或氧化裂解反應(yīng)熱力學(xué)趨勢(shì)上大) 溫度升高,反應(yīng)速率加快,轉(zhuǎn)化率升高 C 2.0 比值小于2.0時(shí),乙烯的收率降低;比值大于2.0時(shí),乙烯的收率并未增加且產(chǎn)生更多的積炭,堵塞反應(yīng)管 正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增多的反應(yīng),恒壓充入惰性氣體相當(dāng)于擴(kuò)大容器體積,降低分壓,有利于平衡正向移動(dòng) 75(kPa)0.5

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律,得出H2(g)O2(g)=H2O(g)的反應(yīng)熱,再根據(jù)H=反應(yīng)物的總鍵能生成物的總鍵能,可求出x的值;

(2)溫度升高,化學(xué)反應(yīng)速率加快,根據(jù)圖象,隨溫度升高,乙烷的轉(zhuǎn)換率越高;綜合乙烯的轉(zhuǎn)化率和選擇性,圖中即可對(duì)應(yīng)找出最佳的反應(yīng)溫度;

(3)含氧量高,會(huì)造成積炭,要根據(jù)圖象找出乙烯收率高而相對(duì)積炭少的點(diǎn),即圖中的比值為2時(shí)最佳;

(4)根據(jù)平衡常數(shù)與反應(yīng)物、生成物的關(guān)系,并且將濃度關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)榉謮宏P(guān)系來(lái)解答。

(1)根據(jù)蓋斯定律,②①得到:H2(g)O2(g)═H2O(g) H246kJ/mol,根據(jù)鍵能關(guān)系H=反應(yīng)物的總鍵能生成物的總鍵能=436496/22x246x465;由熱化學(xué)方程式可以看出,熱裂解法是吸熱反應(yīng),需要消耗能源,氧裂解法是放熱反應(yīng),不需要從外界得到能量,故答案為:465;氧化裂解反應(yīng)是放熱反應(yīng),節(jié)約能源(或氧化裂解反應(yīng)熱力學(xué)趨勢(shì)上大);

(2)由圖可知,隨溫度的升高,乙烷的轉(zhuǎn)化率在升高,考慮化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素,溫度越高,反應(yīng)速率越快;由圖,要乙烷的轉(zhuǎn)化率盡可能高,而副產(chǎn)物又相對(duì)較少,及乙烯的選擇性較高,應(yīng)找到乙烯收率較高時(shí)的溫度,對(duì)應(yīng)下溫度在850左右,故答案為:溫度升高,反應(yīng)速率加快,轉(zhuǎn)化率升高;C;

(3)(2)分析可知,我們要選擇乙烯收率較高的點(diǎn),在圖2中,比值小于2時(shí),乙烯收率隨比值增大在上升,比值大于2時(shí),乙烯的收率并未增加,并且氧含量值在降低,會(huì)造成積炭,故答案為:2.0;比值小于2.0時(shí),乙烯的收率降低;比值大于2.0時(shí),乙烯的收率并未增加且產(chǎn)生更多的積炭,堵塞反應(yīng)管;

(4)C2H6(g)O2(g)C2H4(g)H2O(g)反應(yīng)是體積在增大的反應(yīng),充入惰性氣體,總壓恒定,分壓就降低了,壓強(qiáng)降低會(huì)促使反應(yīng)向體積增大的方向移動(dòng),即正向移動(dòng)。根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式Kp75(kPa)0.5,故答案為:75(kPa)0.5

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】聚碳酸酯(簡(jiǎn)稱PC)是重要的工程塑料,某種PC塑料(N)的合成路線如下:

已知:R1COOR2 + R3OHR1COOR3 + R2OH

1)①的反應(yīng)類型是_______________。 K中含有的官能團(tuán)名稱是_______________。

2E的名稱是_______________。

3)④是加成反應(yīng),G的核磁共振氫譜有三種峰,G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是__________________。

4)⑦的化學(xué)方程式是______________________________________________

5)⑥中還有可能生成分子式為C9H12O2產(chǎn)物。分子式為C9H12O2且符合下列條件的同分異構(gòu)體共有__________ 種。寫出其中兩種核磁共振氫譜有5組峰的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_______________________________

a.屬于芳香化合物 ,且苯環(huán)上只有兩個(gè)取代基 b.1mol該物質(zhì)能消耗1molNaOH

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】1)已知金剛石中C—C鍵能小于C60C—C鍵能,有同學(xué)據(jù)此認(rèn)為C60的熔點(diǎn)高于金剛石,認(rèn)為此說(shuō)法是否正確__(填正確不正確),并閘述理由__

2)格式試劑RMgXR表示烴基、X表示鹵素)遇水劇烈反應(yīng),生成可燃性烴RH__。

364g自燃性氣體SiH425℃、101Kpa下充分完全燃燒生成液態(tài)水和固態(tài)氧化物時(shí)放出akJ熱量,寫出該自燃性氣體燃燒熱的熱化學(xué)方程式__

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某科研團(tuán)隊(duì)研制出“TM﹣LiH(TM表示過(guò)渡金屬)”雙催化劑體系,顯著提高了在溫和條件下氮?dú)夂蜌錃夂铣蒒H3的效率,原理示意如下:

下列分析不合理的是( 。

A.狀態(tài)Ⅰ,吸收能量并有N≡N鍵發(fā)生斷裂B.合成NH3總反應(yīng)的原子利用率是100%

C.“TM﹣LiH”能降低合成氨反應(yīng)的△HD.生成NH3:2LiNH+3H2═2LiH+2NH3

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】符合分子式“C6H6”的多種可能結(jié)構(gòu)如圖所示,下列說(shuō)法正確的是

A.15 對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)中所有原子均可能處于同一平面的有 1 個(gè)

B.15 對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)中一氯取代物只有 1 種的有 3 個(gè)

C.15 對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)中能使溴的四氯化碳溶液褪色的有 4 個(gè)

D.15 對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)均能與氫氣在一定條件下發(fā)生加成反應(yīng)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】根據(jù)如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系判斷下列說(shuō)法正確的是(

A.(C6H10O5)n可以是淀粉或纖維素,二者均屬于多糖,互為同分異構(gòu)體

B.可以利用與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)生成磚紅色沉淀證明反應(yīng)①的最終產(chǎn)物為葡萄糖

C.酸性高錳酸鉀溶液可將乙醇氧化為乙酸,將燒黑的銅絲趁熱插入乙醇中也可得到乙酸

D.向反應(yīng)②得到的混合物中倒入飽和氫氧化鈉溶液并分液可得到純凈的乙酸乙酯

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知(b、(d、(p的分子式均為C6H6,下列說(shuō)法正確的是

A. b的同分異構(gòu)體只有dp兩種B. bd、p的二氯代物均只有三種

C. bd、p均可與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)D. bd、p中只有b的所有原子處于同一平面

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】將一定量純凈的氨基甲酸銨置于密閉真空恒容容器中(固體試樣體積忽略不計(jì)),在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是(

A. 2v(NH3)=v(CO2) B. 密閉容器中c(NH3)∶c(CO2)=2∶1

C. 密閉容器中混合氣體的密度不變 D. 密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在一定條件下,Na2S溶液中存在水解平衡:S2+H2OHS+OH,在溶液中加入少量CuSO4固體,HS濃度減小。下列說(shuō)法正確的是

A. 稀釋溶液,水解平衡常數(shù)增大

B. Ksp(CuS)<Ksp[Cu(OH)2]

C. 升高溫度增大

D. 加入MgCl2固體,HS濃度減小

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案