1. 清洁能源的综合利用以及二氧化碳的研发利用,可有效降低碳排放,均是实现“碳达峰、碳中和”的重要途径,我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。

(1) I.利用反应:可减少的排放。

的结构式为分子中极性键与非极性键的个数比为

(2) 图甲是298K时相关物质的相对能量,则上述反应的kJ/mol。
(3) 下列关于该反应的说法错误的是____。 A. 在恒容绝热的条件下,温度不再改变,说明该反应已达平衡状态 B. 在恒温恒压的条件下,充入稀有气体氦气,平衡不移动 C. 平衡向右移动,平衡常数K一定增大 D. 该反应在高温条件下自发
(4) 该反应的净反应速率方程:(为速率常数,只与温度、催化剂、接触面积有关,与浓度无关)。温度为℃时, , 温度为℃时, , 则(填“>”、“<”或“=”)。
(5) II.乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标准。国内第一套自主研发的乙烷裂解制乙烯的大型生产装置建成。已知该项目中乙烷制乙烯的反应原理为:

主反应:

副反应:

在一定温度下,在2L恒容密闭容器中充入7mol。进行反应,达到平衡时的体积分数均为20%,则

乙烷的总转化率为(保留4位有效数字)。

(6) 该温度下主反应的平衡常数K为mol/L。
【考点】
化学平衡的影响因素; 化学平衡的计算;
【答案】

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1. 甲醇合成丙烯有“一步法”和“两步法”两种合成方式,“一步法”是在催化剂的作用下由甲醇直接合成丙烯;“两步法”则分两步合成,其热化学方程式如下:

反应I:甲醇醚化反应(DME)

    

反应II:含氧化合物制丙烯反应(OTP)

    

已知部分键能数据如下:

化学键

C-C

C=C

C-H

H-H

O-H

C=O

C-O

键能/

356

615

413

436

462

745

360

回答下列问题:

(1) “一步法”合成丙烯的热化学方程式为。合成丙烯时有乙烯等副产物,若选择作载气时,保持总压不变,调控甲醇和的不同分压,各产物的选择性如下表所示(其他产物略):

分压/MPa

分压/MPa

丙烯选择性/%

乙烯选择性/%

0.10

0

30.9

7.51

0.08

0.02

32.0

7.42

0.04

0.06

34.8

7.03

0.02

0.08

36.7

6.48

0.01

0.09

39.4

5.43

分析表中数据:要合成得到更多的丙烯,应控制甲醇的最佳分压为MPa。

(2) 已知:。温度为500K时,在密闭反应器中加入2mol  , 若只发生反应Ⅰ,达平衡状态时,体系中的物质的量分数为(填序号)。A.   B.   C.   D.
(3) “两步法”中,在恒容密闭容器中通入甲醇,初始压强为 , 反应达到平衡时压强为 , 则平衡混合体系中,丙烯的体积分数为(用含的式子表示,下同),若平衡时甲醇的转化率为60%,则反应II(OTP)的平衡常数
(4) “两步法”中存在反应Ⅲ:    △H,同时也会有芳香烃等副产品,其中丙烯和芳香烃选择性与不同温度下反应I进行的程度的关系如图所示。要提高丙烯的选择性,可采取的措施是,当温度高于285℃后,丙烯的选择性降低,其原因是

综合题 普通
3. 硫油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢,需要回收处理并加以利用。回答下列问题:
(1) 已知下列反应的热化学方程式:

写出热分解反应自发反应的条件及判据

(2) 较普遍采用的处理方法是克劳斯工艺,即利用反应生成单质硫。另一种方法是利用反应高温热分解。相比克劳斯工艺,高温热分解方法的优缺点是
(3) 热解可制备。根据文献,将的混合气体导入石英管反应器热解一边进料,另一边出料 , 发生如下反应;

Ⅰ:

Ⅱ:

总反应:Ⅲ:

投料按体积之比 , 并用稀释;常压、不同温度下反应相同时间后,测得的体积分数如表:

温度

请回答:

下列说法正确的是

A.其他条件不变时,用空气替代作稀释气体,对实验结果几乎无影响

B.其他条件不变时,温度越高,的转化率不一定越高

C.在范围内其他条件不变随着温度升高,的体积分数先升高后减低

D.恒温恒压下,增加的体积分数,的浓度升高

反应条件下,只充入气体进行热分解反应。已知反应一开始,平衡时混合气中的分压相等,则平衡常数对于气相反应,用某组分的平衡压强代替物质的量浓度也可表示平衡常数,记作 , 如为平衡总压强,为平衡系统中的物质的量分数

(4) 工业上用氯苯和硫化氢高温下反应来制备苯硫酚 , 但会有副产物苯生成。

Ⅰ:

Ⅱ:

已知反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ,且两个反应同时发生,请在如图画出恒温恒容条件下反应主产物苯硫酚的物质的量浓度随时间变化趋势曲线

综合题 困难