19.丙烯是重要的有機合成原料。由丙烷制備丙烯是近年來研究的熱點,主要涉及如下反應。
反應i:2C
3H
8(g)+O
2(g)?2C
3H
6(g)+2H
2O(g) ΔH
1=-235kJ?mol
-1反應ii:2C
3H
8(g)+7O
2(g)?6CO(g)+8H
2O(g) ΔH
2=-2742kJ?mol
-1回答下列問題:
(1)反應:2C
3H
6(g)+6O
2(g)?6CO(g)+6H
2O(g )ΔH
3=
。
(2)在剛性絕熱容器中發(fā)生反應i,下列能說明已達到平衡狀態(tài)的有
(填標號)。
A.每斷裂1molO=O鍵,同時生成4molO-H鍵
B.容器內(nèi)溫度不再變化
C.混合氣體的密度不再變化
D.n(C
3H
8)=n(C
3H
6)
(3)在壓強恒定為100 kPa條件下,按起始投料n(C
3H
8):n(O
2)=2:1,勻速通入裝有催化劑的反應器中發(fā)生反應i和反應ii,其中不同溫度下丙烷和氧氣的轉(zhuǎn)化率如圖1。
①線
(填“L
1”或“L
2”)表示丙烷的轉(zhuǎn)化率。
②溫度高于T
1K后曲線L
2隨溫度升高而降低的原因為
。
③當溫度高于
(填“T
1”或“T
2”)時,可判斷反應ii不再發(fā)生,a點對應的溫度下,丙烯的分壓p(C
3H
6)=
kPa(保留3位有效數(shù)字,下同),反應i的平衡常數(shù)K
θ=
。(已知:分壓p
分=總壓×該組分物質(zhì)的量分數(shù),對于反應dD(g)+eE(g)?gG(g)+hH(g),K
θ=
,其中p
G、p
H、p
D、p
E為反應平衡時各組分的分壓)
(4)丙烷在碳納米材料上脫氫的反應機理如圖2。已知三步反應的活化能:反應Ⅰ>反應Ⅲ>反應Ⅱ。則催化過程的決速反應為
(填“反應Ⅰ”“反應Ⅰ”或“反應Ⅲ”)。