苯乙烯是生產塑料與合成橡膠的重要原料。CO2氧化乙苯脫氫制苯乙烯的反應為:
反應Ⅰ:
+H2O(g)+CO(g)ΔH
已知:
反應Ⅱ:
ΔH1=+117.6kJ?mol-1
反應Ⅲ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ?mol-1
回答下列問題:
(1)反應Ⅰ的ΔH=+158.8kJ?mol-1+158.8kJ?mol-1。
(2)下列關于反應Ⅰ~Ⅲ的說法正確的是 ABAB(填標號)。
A.及時分離出水蒸氣,有利于提高平衡混合物中苯乙烯的含量
B.n(CO2):n(CO)保持恒定時,說明反應Ⅰ達到化學平衡狀態
C.其他條件相同,反應Ⅱ分別在恒容和恒壓條件下進行,前者乙苯的平衡轉化率更高
D.反應Ⅲ正反應的活化能小于逆反應的活化能
(3)在催化劑MxOy作用下,CO2氧化乙苯脫氫制苯乙烯可能存在如圖所示反應機理:

該機理可表示為以下兩個基元反應,請補充反應ⅱ:
ⅰ:
+MxO(y-1)(s)+H2O(g);
ⅱ:MxO(y-1)(s)+CO2(g)=MxOy(s)+CO(g)MxO(y-1)(s)+CO2(g)=MxOy(s)+CO(g)。
(4)常壓下,乙苯和CO2經催化劑吸附后才能發生上述反應Ⅰ。控制投料比[n(CO2):n(乙苯)]分別為1:1、5:1和10:1,并在催化劑作用下發生反應,乙苯平衡轉化率與反應溫度的關系如圖所示:

①乙苯平衡轉化率相同時,投料比越高,對應的反應溫度越 低低(填“高”或“低”)。
②相同溫度下,投料比遠大于10:1時,乙苯的消耗速率明顯下降,可能的原因是:
ⅰ.乙苯的濃度過低;
ⅱ. CO2過多地占據催化劑表面,導致催化劑對乙苯的吸附率降低CO2過多地占據催化劑表面,導致催化劑對乙苯的吸附率降低。
③850K時,反應經tmin達到圖中P點所示狀態,若初始時乙苯的物質的量為nmol,則v(苯乙烯)=0.5nt0.5ntmol?min-1。
(5)700K時,向恒容密閉容器中加入過量CaCO3和一定量乙苯,初始和平衡時容器內壓強分別為p1kPa和p2kPa,則平衡時苯乙烯的分壓為 p2-p1-p2p2-p1-p2kPa(以含有p1、p2、p的代數式表示)。[已知:①混合氣體中某組分的分壓等于總壓與該氣體物質的量分數之積;以平衡分壓代替平衡濃度進行計算,可得反應的分壓平衡常數Kp。②CaCO3 (s)700K CaO(s)+CO2 (g) Kp=pkPa]
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700
K
【答案】+158.8kJ?mol-1;AB;MxO(y-1)(s)+CO2(g)=MxOy(s)+CO(g);低;CO2過多地占據催化劑表面,導致催化劑對乙苯的吸附率降低;;
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【解答】
【點評】
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發布:2024/6/27 10:35:59組卷:145引用:5難度:0.6
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