乙酸是基本的有机化工原料，研究乙酸制氢工艺具有重要的意义。已知制氢过程发生如下反应：热裂解反应：脱羧基反应：

1. 乙酸是基本的有机化工原料，研究乙酸制氢工艺具有重要的意义。已知制氢过程发生如下反应：

热裂解反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

脱羧基反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

(1) 下图为热裂解反应和脱羧基反应过程中的能量变化情况。

①表示热裂解反应能量变化情况的是曲线，该反应的活化能为 $\text{[math]}$ 。

②两反应中，速率较快的是。

(2) 在恒容密闭容器中，加入一定量的乙酸蒸气并发生反应达到平衡状态，测得温度与气体产率的关系如下图所示。

①由图可知，升高反应温度时，H₂和CO的产率升高，而CO₂和CH₄的产率降低，原因是。

②图中H₂的产率始终低于CO，CO₂的产率始终低于CH₄ ，则该体系中可能存在的副反应的化学方程式为。

③已知②中副反应为吸热反应，下列措施可抑制该副反应的是（填标号）。

A．增大反应体系的压强 B．降低反应温度

C．向体系中通入H₂O(g) D．选择适当的催化剂

(3) 若体系中只发生热裂解反应和脱羧基反应，在某条件下达到平衡，体系的总压强为pkPa，乙酸体积分数为20%，其中热裂解反应消耗的乙酸占起始投料量的20%。

①平衡体系中，H₂的体积分数为。

②脱羧基反应的平衡常数Kp=kPa（Kp为以分压表示的平衡常数）。

【考点】

活化能及其对化学反应速率的影响; 化学平衡常数; 化学平衡的影响因素; 化学平衡移动原理; 化学平衡的计算;

【答案】

您现在未登录，无法查看试题答案与解析。登录

综合题困难

1. 二氧化碳作为温室气体，是引发全球气候变化的元凶之一，但通过转化可以将其变成有用的化学品或燃料，有助于实现碳循环和碳减排。一定条件下将 $\text{[math]}$ 混合气体通过反应器，可得到甲醛。

已知：反应器内发生的反应有：

I． $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$ ；

II． $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$ 。

回答下列问题：

(1) $\text{[math]}$ 分别是两反应正反应的活化能， $\text{[math]}$ 分别是两反应逆反应的活化能，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“大于”、“小于”或“等于”)

(2) 将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 组成的混合气体通入不同温度下体积均为2L的反应器，均经过10min后检测生成物的物质的量，结果如图所示：

①表示 $\text{[math]}$ 的浓度变化曲线的是(填“曲线A”、“曲线B”或“曲线C”)，图中 $\text{[math]}$ 五个点能表示反应I达到平衡状态的点是(填图中字母)，实验过程中，高于 $\text{[math]}$ 后物质C浓度逐渐减小，试分析发生该变化的原因是。

②计算 $\text{[math]}$ 内 $\text{[math]}$ 的平均反应速率 $\text{[math]}$ 。

③ $\text{[math]}$ 时，该时间段内 $\text{[math]}$ 的选择性=( $\text{[math]}$ 的选择性 $\text{[math]}$ )； $\text{[math]}$ 时，反应Ⅰ的平衡常数 $\text{[math]}$ (保留两位有效数字)。

(3) 在体积恒定的容器中发生反应I，实验测得： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 为速率常数，当温度升高时，则 $\text{[math]}$ (填“增大”、“减小”或“不变”)。

综合题困难

2. 探索氮氧化合物反应的特征及机理对处理该类化合物的污染问题具有重要意义。

(1) 已知：恒容密闭容器中反应2NO₂(g) $\text{[math]}$ N₂O₄(g)达到平衡后，升高温度气体颜色加深。该反应的正反应速率方程为v_正=k_正·c²(NO₂)，逆反应速率方程为v_逆=k_逆·c(N₂O₄)，k_正、k_逆分别为正逆反应的速率常数。

图中所示①、②、③、④四条斜线，能表示lgk_正随 $\text{[math]}$ 变化关系的斜线是。A、B、C、D点的坐标分别为(a + 1. 5)、(a+0.5)、(a-0.5)、(a-1.5)，计算T₁时该反应的化学平衡常数K=L· mol^-1.T₁时，某时刻恒容密闭容器中NO₂、N₂O₄浓度均为0.2 mol·L^-1 ，此时 v_正v_逆(填“>”“<”)。

(2) 氢气选择性催化还原法(H₂-SCR)是目前消除NO_X的理想方法。

H₂ - SCR的主反应：2NO(g) +2H₂(g) $\text{[math]}$ N₂(g) +2H₂O(g) ΔH₁

副反应：2NO(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ N₂O(g)+ H₂O(g) ΔH₂

①已知H₂(g)+ $\text{[math]}$ O₂(g)= H₂O(g) ΔH₃= - 241.5kJ·mol^-1

N₂(g) +O₂(g)=2NO(g) ΔH₄= +180. 5kJ·mol^-1

计算ΔH₁=。

②T℃、 $\text{[math]}$ =3时，恒容容器中发生H₂-SCR反应。平衡时N₂物质的量分数为10% ，平衡压强与起始压强之比为3.6 ： 4， NO的有效去除率为%。(已知：NO的有效去除率= $\text{[math]}$ )

③H₂-SCR法在富氧Pt-HY催化剂表面的反应机理如图所示：

下列说法正确的是(填标号)。

A. Pt原子表面上发生的反应有N+NO= N₂O、N+N=N₂等

B.H₂解离的H溢流至Pt-HY载体界面，被吸附的NO₂还原

C.HY载体酸性越强，其吸附NO₂能力就越强，Pt催化活性就越大

D.若HY载体表面发生反应的NO、O₂物质的量之比为4 ： 1，反应中每生成1mol N₂转移电子的物质的量为3mol

(3) 用CO还原N₂O也是消除氮氧化物污染的重要方法。500℃时，向一恒容密闭容器充入一定量N₂O气体，起始压强为bkPa，再加入足量的CaC₂O₄固体，平衡时容器内总压强为c kPa，计算此温度下反应CO(g)+N₂O(g) $\text{[math]}$ N₂(g) +CO₂(g)的平衡常数K_p= [已知500℃时，反应CaC₂O₄(s) $\text{[math]}$ CaCO₃(s)+CO (g)的K_p=e kPa]。

综合题困难

3. 乙烷是一种重要的化工原料，可用作制冷剂、燃料、制备乙烯的原料。回答下列问题：

已知：① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

③ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

(1) 乙烷催化氧化裂解法是一种新型的制备乙烯的方法，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(2) 1000℃时，在某刚性密闭容器内充入一定量的 $\text{[math]}$ ，只发生反应①，若平衡时容器中总压为pPa，乙烷的转化率为 $\text{[math]}$ ，则该反应的平衡常数 $\text{[math]}$ Pa(用含p、 $\text{[math]}$ 的代数式表示， $\text{[math]}$ 为用分压表示的平衡常数)。达到平衡后，欲同时增大反应速率和乙烷的转化率，可采取的措施有(填选项字母)。

A．升高温度　　　B．通入惰性气体　　　C．增加乙烷浓度　　　D．加入催化剂

(3) 乙烷的氧化裂解反应产物中除了 $\text{[math]}$ 外，还存在 $\text{[math]}$ 、CO、C等副产物。图甲为温度对乙烷氧化裂解反应性能的影响，图乙为 $\text{[math]}$ 的值对乙烷氧化裂解反应性能的影响。

[乙烯选择性 $\text{[math]}$ ；乙烯收率=乙烷转化率×乙烯选择性]

下列说法正确的是___________。

A. 有利于提高乙烷平衡转化率的条件是高温低压 B. 乙烷的转化率随温度的升高而增大的原因是此时反应未达平衡，升高温度，反应速率加快，反应物的转化率增大 C. $\text{[math]}$ 较低时，生成乙烯的选择性较低的原因可能是氧气过量，乙烷发生深度氧化而导致乙烯的选择性降低 D. 反应的最佳温度为700℃左右

(4) 最新研究发现在乙烷的氧化裂解反应体系中充入一定量 $\text{[math]}$ 能更好的提高乙烷的转化率和乙烯的收率，请结合方程式说明原因。

(5) 科技工作者结合实验与计算机模拟结果，研究了乙烷在催化剂表面脱氢制乙烯的反应，其部分历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注，TS表示过渡态)。此部分历程中决速步骤的反应方程式为。

综合题普通