丙烯是很重要的化工原料，我国丙烷储量丰富，丙烷脱氨制丙烯有以下方式：直接脱氢法：反应I：C3H8(g)→C3H6(g)+H2(g) ΔH1氧化法：反应Ⅱ：C3H8(g)+0.5O2(g)→C3H6(g)+H2O(g) ΔH2=-188.0kJ/mol反应Ⅲ：C3H8(g)+CO2(g)→C3H6(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH=+164kJ/mol

1. 丙烯是很重要的化工原料，我国丙烷储量丰富，丙烷脱氨制丙烯有以下方式：

直接脱氢法：

反应I：C₃H₈(g)→C₃H₆(g)+H₂(g) ΔH₁

氧化法：

反应Ⅱ：C₃H₈(g)+0.5O₂(g)→C₃H₆(g)+H₂O(g) ΔH₂=-188.0kJ/mol

反应Ⅲ：C₃H₈(g)+CO₂(g)→C₃H₆(g)+CO(g)+H₂O(g) ΔH=+164kJ/mol

(1) 根据下列数据计算ΔH₁=，反应Ⅰ在(填“高温”“低温”或“任意温度”)条件下可以自发进行。

化学键	C-C	C-H	H-H	C=C
键能(kJ/mol)	332	414	438	611

(2) 利用反应Ⅱ制丙烯时会发生反应：C₃H₈(g)+5O₂(g)→3CO₂(g)+4H₂O(g)，保持温度不变，将8mol丙烷和6mol氧气充入2L恒容密闭容器中发生反应，初始总压为28kPa，经3min后达到平衡，测得产生丙烯与水蒸气的物质的量分数之比为5∶6，平衡时容器内的总压强为32.4kPa，则CO₂的平均反应速率为，反应Ⅱ的压强平衡常数Kp=。相较于直接脱氢法制丙烯，试分析氧化法的优缺点。

(3) 在恒温恒容的密闭容器中，加入一定量的丙烷和CO₂ ，发生反应Ⅲ与副反应C₃H₈(g)→C₂H₄(g)+CH₄(g)。体系中丙烯的平衡产率随温度、压强的变化曲线如图1所示，甲烷选择性与温度的变化曲线如图2所示：

①压强的大小关系为。

p₁___________p₂___________p₃(填“>”“<”或“=”)。

②甲烷选择性升高的可能原因是。

③钒基催化剂催化反应Ⅲ的反应机理如图3所示，则下列说法不正确的是(填选项标号)。

A．过程中涉及非极性链的生成与断裂

B．过程中钒元素涉及+3、+5两种价态变化

C．CO₂只与催化剂发生了反应

【考点】

反应热和焓变; 焓变和熵变; 化学平衡常数;

【答案】

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综合题困难

1. 二氧化碳甲烷化技术被认为是 $\text{[math]}$ 循环再利用最有效的技术之一，也是目前控制 $\text{[math]}$ 排放的研究热点之一。

(1) $\text{[math]}$ 直接加氢生成 $\text{[math]}$ 的机理如图所示：

① $\text{[math]}$ 在Pd的表面解离为氢原子，需要(填“放出”或“吸收”)能量。

②已知：

化学键	C-H	O-H	H-H	C=O
键能/( $\text{[math]}$ )	413	463	436	745

该过程总反应的热化学方程式为。

(2) 向恒压、密闭容器中通入1mol $\text{[math]}$ 和4mol $\text{[math]}$ ，发生的副反应有：

ⅰ. $\text{[math]}$

ⅱ. $\text{[math]}$

①反应ⅰ和反应ⅱ的lgK(K为平衡常数)随温度T的变化如图所示，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”或“<”)

②平衡时 $\text{[math]}$ 、CO、 $\text{[math]}$ 的物质的量随温度的变化如图所示。图中曲线C代表的是。在600℃时，平衡体系中 $\text{[math]}$ =mol，副反应ⅰ的压强平衡常数 $\text{[math]}$ 。(用计算式表示，分压=物质的量分数×总压)