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苯乙烯是重要的有機合成單體，常用乙苯為原料合成。
（1）以CO2和乙苯為原料合成的苯乙烯，其過程如圖1，有“一步”途徑1和“二步“途徑2的兩種推測：
菁優(yōu)網
則CO2（g）+菁優(yōu)網（g）
催化劑
菁優(yōu)網（g）+CO（g）+H2O（g）的K3=
K1?K2
K1?K2
（用含K1、K2的代數(shù)式表達）。
（2）向剛性容器中充入10mol CO2和10mol乙苯，發(fā)生反應CO2（g）+菁優(yōu)網（g）
催化劑
菁優(yōu)網+CO（g）+H2O（g），在不同溫度下測得平衡時各物質的體積分數(shù)如圖2?？芍3
＞
＞
0。相同溫度下CO2轉化率低于乙苯，推知發(fā)生了副反應CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），由圖象知該反應ΔH
＞
＞
0。
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（3）某研究團隊找到乙苯直接脫氫的高效催化劑，反應原理如下：
菁優(yōu)網（g）+
催化劑
菁優(yōu)網（g）+H2（g）ΔH1
①已知部分化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如表所示：
共價鍵 C-C C-H C=C H-H
鍵能（kJ/mol） 347.7 413.4 615 436
則ΔH1=
+123.5kJ/mol
+123.5kJ/mol
。
②實際過程中，通常向乙苯中摻入水蒸氣，保持體系總壓為100kPa的條件下進行。乙苯平衡轉化率與溫度、投料比m[m=
n
（
乙苯
）
n
（
H
2
O
）
]的關系如圖3。則投料比m1、m2、m3由大到小的關系為
m1＜m2＜m3
m1＜m2＜m3
。
③若m=5：1，則A點溫度下，該反應的平衡常數(shù)Kp=
50kPa
50kPa
。若其他條件不變，將恒壓調整為恒容狀態(tài)，則A點對應的乙苯的平衡轉化率
減小
減小
（填“增大”、“不變”或“減小”）。
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（4）實驗測得，乙苯脫氫的速率方程為v正=k正?p乙苯，v逆=k逆?p苯乙烯?p氯氣（k正、k逆為速率常數(shù)，只與溫度有關），圖4中③代表lgk逆隨
1
T
的變化關系，則能代表lgk正隨
1
T
的變化關系的是
④
④
。

【考點】化學平衡的計算．
【答案】K1?K2；＞；＞；+123.5kJ/mol；m1＜m2＜m3；50kPa；減?。虎?/div>
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權屬菁優(yōu)網所有，未經書面同意，不得復制發(fā)布。
發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：52引用：3難度：0.5
相似題

  • 1．CO2的捕集與轉化是當今科學研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應如下：
    Ⅰ.CO2（g）+C2H6（g）?C2H4（g）+H2O（g）+CO（g）ΔH=+177kJ?mol-1（主反應）
    Ⅱ.C2H6（g）?CH4（g）+H2（g）+C（S）ΔH=+9kJ?mol-1（副反應）
    （1）反應Ⅰ的反應歷程可分為如下兩步：
    i.C2H6（g）?C2H4（g）+H2（g）ΔH1（反應速率較快）
    ii.H2（g）+CO2（g）?H2O（g）+CO（g）ΔH2=+41kJ?mol-1（反應速率較慢）
    ①ΔH1=
     
    kJ?mol-1
    ②相比于提高c（C2H6），提高c（CO2）對反應I速率影響更大，其原因是
     
    。
    （2）向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4，選擇不同溫度對相關量的影響如圖所示，工業(yè)生產綜合各方面的因素，反應選擇800℃的原因是
     
    。
    菁優(yōu)網
    （3）在800℃時，
    n
    （
    C
    O
    2
    ）
    n
    （
    C
    2
    H
    6
    ）
    =
    1
    3
    ，充入一定體積的密閉容器中，在有催化劑存在的條件下，只發(fā)生主反應，初始壓強為P，一段時間達到平衡，產物的物質的量之和與剩余反應物的物質的量之和相等，該溫度下反應的平衡常數(shù)Kp=
     
    （用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數(shù)。計算結果用最簡分式表示）。
    （4）工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯，只發(fā)生如下反應：2CH4?C2H4+2H2ΔH＞0，溫度T時，向2L的恒容反應器中充入2mol CH4，僅發(fā)生上述反應，反應過程中CH4的物質的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v正=k正c2（CH4），v逆=k逆c（C2H4）?c2（H2），k正、k逆為速率常數(shù)，只與溫度有關，則T溫度時
    k
    逆
    k
    正
    ═
     
    （用含有m的代數(shù)式表示）。
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    （5）我國科學家使用電化學的方法（裝置如圖）用C2H6和CO2合成了C2H4。
    ①M是電源的
     
    極。
    ②陽極電極反應式是
     
    。

    發(fā)布：2024/12/17 20:30:1組卷：24引用：2難度：0.6

  • 2．一定條件下，可逆反應的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算，也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算分壓=總壓×物質的量分數(shù)．在恒溫恒壓條件下，總壓不變，用平衡分壓計算平衡常數(shù)更方便．下列說法不正確的是（　?。?/h2>

    發(fā)布：2024/12/21 8:0:2組卷：134引用：1難度：0.7

  • 菁優(yōu)網3．工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產NO，以氨氣、氧氣為原料，在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產物N2，兩個競爭反應化學方程式如下：
    Ⅰ．4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）
    Ⅱ．4NH3（g）+3O2（g）?2N2（g）+6H2O（g）
    現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中，在上述催化劑作用下反應，相同時間內有關生成物物質的量隨溫度變化曲線如圖所示。
    已知：有效轉化率=
    制備目標物質消耗原料的量
    原料總的轉化量
    ×100%
    下列說法不正確的是（　?。?/h2>

    發(fā)布：2024/12/17 0:30:2組卷：81引用：5難度：0.5
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