Question

【題目】(1)用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2，可提高效益、減少污染。新型RuO2催化劑對上述HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的總反應(yīng)具有更好的催化活性。

①實(shí)驗(yàn)測得在一定壓強(qiáng)下，總反應(yīng)的HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的αHCl~T曲線如圖，則總反應(yīng)的ΔH__0(填“>”、“=”或“<”)；A、B兩點(diǎn)的反應(yīng)速率中較大的是__。

②下列措施有利于提高αHCl的有____(填字母)。

A.增大n(HCl) B. 增大n(O2)

C. 使用更好的催化劑 D. 移去H2O

(2)乙苯催化脫氫制苯乙烯反應(yīng)：+H2(g)，工業(yè)上，通常在乙苯蒸氣中摻混水蒸氣(原料氣中乙苯和水蒸氣的物質(zhì)的量之比為1∶9)，控制反應(yīng)溫度600 ℃，并保持體系總壓為常壓的條件下進(jìn)行反應(yīng)。在不同反應(yīng)溫度下，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性(指除了H2以外的產(chǎn)物中苯乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))示意圖如圖。

①摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率，解釋說明該事實(shí)：_________。

②控制反應(yīng)溫度為600 ℃的理由是_______。

Answer 1

【答案】< B BD 正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，保持壓強(qiáng)不變，加入水蒸氣，容器體積增大，平衡向正反應(yīng)方向移動 600 ℃時乙苯的轉(zhuǎn)化率與苯乙烯的選擇性均較高，溫度過低，反應(yīng)速率較慢，乙苯的轉(zhuǎn)化率較低，溫度過高，苯乙烯的選擇性下降，高溫下催化劑可能失去活性，且消耗能量較大

【解析】

（1）①根據(jù)圖像結(jié)合溫度對化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的影響效果作答；
②改變措施有利于提高αHCl，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動，注意不能只增加HCl的濃度；

(2) ①保持壓強(qiáng)不變，加入水蒸氣，容器體積應(yīng)增大，等效為降低壓強(qiáng)，平衡向氣體體積增大的方向移動；
②600℃時乙苯的轉(zhuǎn)化率與苯乙烯的選擇性均較高；結(jié)合溫度對乙苯轉(zhuǎn)化率、苯乙烯選擇性、溫度對反應(yīng)速率與催化劑的影響及消耗能量等，分析控制反應(yīng)溫度為600℃的理由。

（1）①由圖可知，溫度越高，平衡時HCl的轉(zhuǎn)化率越小，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H<0；升高溫度化學(xué)反應(yīng)速率增大，則A、B兩點(diǎn)的反應(yīng)速率中較大的是B，故答案為：<；B；
②A．增大n（HCl），HCl濃度增大，平衡右移，但HCl的轉(zhuǎn)化率降低，A項(xiàng)錯誤；
B．增大n（O2），氧氣濃度增大，平衡右移，HCl的轉(zhuǎn)化率提高，B項(xiàng)正確；
C．使用更好的催化劑，加快反應(yīng)速率，縮短到達(dá)平衡的時間，不影響平衡移動，HCl的轉(zhuǎn)化率不變，C項(xiàng)錯誤；
D．移去生成物H2O，有利于平衡右移，HCl的轉(zhuǎn)化率增大，D項(xiàng)正確，
故選：BD；

(2) ①正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，保持壓強(qiáng)不變，加入水蒸氣，容器體積應(yīng)增大，等效為降低壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率；
②600 ℃時乙苯的轉(zhuǎn)化率與苯乙烯的選擇性均較高，溫度過低，反應(yīng)速率較慢，乙苯的轉(zhuǎn)化率較低，溫度過高，苯乙烯的選擇性下降，高溫下催化劑可能失去活性，且消耗能量較大。

故選擇600℃左右。