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          利用溫室氣體CO2作為溫和氧化劑選擇性氧化乙烷制乙烯,對資源綜合利用有重要意義。CO2氧化乙烷制乙烯的反應可表示為反應Ⅰ:C2H6(g)+CO2(g)→C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)△H1。研究表明,在催化劑作用下,反應Ⅰ實際分兩步進行,相關化學反應如下:
          Ⅱ:C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g) ΔH2
          Ⅲ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g) ΔH3
          回答下列問題:
          (1)反應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常數K與溫度變化關系如圖所示。據圖判斷1molC2H4和1molH2的總能量
          1molC2H6的能量(填“>”、“=”或“<”,下同);反應Ⅰ和反應Ⅲ的焓變大小關系為ΔH1
          ΔH3

          (2)在1L密閉容器甲中充入1molC2H6和1molCO2,在催化劑作用下主要發生反應Ⅱ、反應Ⅲ及副反應Ⅳ:C2H6(g)+2CO2(g)→4CO(g)+3H2(g)。10min后,各反應均達到平衡狀態,乙烷的平衡轉化率(α)及乙烯選擇性與溫度的關系如圖所示(選擇性是指生成目的產物所消耗的C2H6與反應中C2H6總消耗的物質的量比)。

          ①副反應Ⅳ不利于乙烯生成的原因為
          副反應IV消耗乙烷和二氧化碳,其生成H2使H2濃度增大,均不利于乙烯的生成
          副反應IV消耗乙烷和二氧化碳,其生成H2使H2濃度增大,均不利于乙烯的生成
          ,要提高CO2的轉化率,可采取的措施是
          另反應生成的CO抑制反應III,使H2濃度繼續變大,不利于生成乙烯;升高溫度或增大C2H6物質的量濃度
          另反應生成的CO抑制反應III,使H2濃度繼續變大,不利于生成乙烯;升高溫度或增大C2H6物質的量濃度

          ②已知某溫度時乙烯選擇性為70%,容器中H2O的物質的量為0.1mol。則此時C2H6的濃度c(C2H6)=
          0.5
          0.5
          mol?L-1,C2H4和H2的物質的量之比為
          1:2
          1:2

          ③以CO2表示的反應速率為v(CO2)=
          0.04
          0.04
          mol/(L?min),反應Ⅲ的平衡常數K=
          1
          6
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          6

          【答案】>;>;副反應IV消耗乙烷和二氧化碳,其生成H2使H2濃度增大,均不利于乙烯的生成;另反應生成的CO抑制反應III,使H2濃度繼續變大,不利于生成乙烯;升高溫度或增大C2H6物質的量濃度;0.5;1:2;0.04;
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          【解答】
          【點評】
          聲明:本試題解析著作權屬菁優網所有,未經書面同意,不得復制發布。
          發布:2024/4/20 14:35:0組卷:38引用:4難度:0.6
          相似題
          • 1.氫氣最早于16世紀被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
            (1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
             
            kJ?mol-1
            (2)T1℃時,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發生反應2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉化率為
             
            ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經25s后達到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內v(C2H4)=
             
            mol?L-1?s-1
            (3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數值lgp與溫度的關系如圖所示。

            ①T℃時,向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發生反應2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
             
            (填“>”或“<”)0,此時的平衡常數Kp=
             
            (用平衡分壓代替濃度進行計算)Pa2
            ②若只改變一個反應條件使Kp變大,則該條件是
             
            (填標號)。
            A.減小C2H2的濃度
            B.升高溫度
            C.增大壓強
            D.加入合適的催化劑
            (4)工業上,以KNH2和液氨為電解質,以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應式為
             
            ,一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質量之比為
             

            發布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
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            發布:2024/12/30 19:30:2組卷:67引用:6難度:0.6
          • 3.將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發生如下反應:3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應速率為0.1mol/(L?min).求:
            (1)此時A的濃度c(A)=
             
            mol/L,反應開始前容器中的A、B的物質的量:n(A)=n(B)=
             
            mol;
            (2)B的平均反應速率v(B)=
             
            mol/(L?min);
            (3)x的值為
             

            發布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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