氯乙烯是制備塑料的重要中間體,可通過(guò)乙炔選擇性催化加氫制備。已知:
Ⅰ.C2H2(g)+HCl(g)?C2H3Cl(g)ΔH1=-124.8kJ/mol
Ⅱ.C2H2(g)+2HCl(g)?C2H4Cl2(g)ΔH2=-179.3kJ/mol
Ⅲ.C2H2(g)?2C(s)+H2(g)ΔH3=-277.8kJ/mol
Ⅳ.部分化學(xué)鍵的鍵能如表所示。
化學(xué)鍵 |
C-C |
C=C |
C-H |
C-Cl |
H-Cl |
鍵能(kJ/mol) |
347.7 |
x |
413.4 |
340.2 |
431.8 |
回答下列問(wèn)題
(1)表中x=
615
615
。
(2)在體積可變的密閉容器中以物質(zhì)的量之比為1:1充入C
2H
2(g)和HCl(g),分別在不同壓強(qiáng)下發(fā)生反應(yīng),實(shí)驗(yàn)測(cè)得乙炔的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示。P
a、P
b、P
c由大到小的順序?yàn)?
Pa>Pb>Pc
Pa>Pb>Pc
。隨溫度升高,三條曲線逐漸趨于重合的原因?yàn)?
反應(yīng)Ⅲ前后氣體分子數(shù)相等,高溫下以反應(yīng)Ⅲ為主
反應(yīng)Ⅲ前后氣體分子數(shù)相等,高溫下以反應(yīng)Ⅲ為主
。
(3)—定溫度下,向盛放催化劑的恒容密閉容器中以物質(zhì)的量之比為1:1充入C
2H
2(g)和HCl(g),假設(shè)只發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ。實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)前容器內(nèi)壓強(qiáng)為p
0Pa,10min達(dá)到平衡時(shí)C
2H
3Cl(g)、HCl(g)的分壓分別為p
1Pa、p
2Pa。
①0~10min內(nèi),HCl的總消耗速率v(HCl)=
Pa/min(用分壓表示)。
②反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K
p=
Pa
-1(用含p
0、p
1、p
2的代數(shù)式表示)。
(4)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)反應(yīng)I在催化劑Au/C作用下的反應(yīng)歷程如圖所示?!?→3”的化學(xué)方程式可表示為:HCl+AuCl→HCl/AuCl。
①“4→5”的化學(xué)方程式為
CH≡CH+HCl/AuCl→CH2=CHCl/AuCl
CH≡CH+HCl/AuCl→CH2=CHCl/AuCl
。
②反應(yīng)物在催化劑表面經(jīng)歷過(guò)程“擴(kuò)散→吸附(活性位點(diǎn))→表面反應(yīng)→脫附”。若保持體系中C
2H
2分壓不變,HCl分壓過(guò)高時(shí)反應(yīng)催化效率降低的可能原因是
催化劑吸附的較多HCl,阻礙了乙炔與其的接觸,產(chǎn)率降低
催化劑吸附的較多HCl,阻礙了乙炔與其的接觸,產(chǎn)率降低
。