乙烯、苯乙烯均是重要的化工原料。工业上可用乙苯催化脱氢方法制备苯乙烯①已知部分化学键的键能...

乙烯、苯乙烯均是重要的化工原料。

工业上可用乙苯催化脱氢方法制备苯乙烯

①已知部分化学键的键能如下：

则+H2(g)的________kJ/mol。

②实际生产中常在恒压条件下掺入高温水蒸气作为反应体系的稀释剂水蒸气不参加反应。在一定压强、900 K的条件下，乙苯的平衡转化率随着的增大而________填“增大”“减小”或“不变”。随着反应的进行，少量积碳会使催化剂活性减弱，水蒸气还有利于恢复催化剂活性，原因是____________用化学方程式表示。

苯乙烯可由乙苯和催化脱氢制得。其反应历程如下：

乙苯平衡转化率与的关系如图所示，当P(CO2)< 15 kPa时，乙苯平衡转化率随着增大而增大，其原因是__________，当P(CO2)> 15 kPa时，乙苯平衡转化率随着增大反而减小，其原因是____________。

研究表明金属次卟啉二甲酯能够顺利地选择性催化氧化苯乙烯生成苯甲醛，以该反应原理设计成酸性燃料电池，则电池负极的电极反应式为 ________。若该电池消耗标准状况下22.4L的，则外电路中理论上转移电子的物质的量为________。

(4)上海交通大学仇毅翔等研究了不同含金化合物催化乙烯加氢的反应历程如下图所示：

则____________，催化乙烯加氢效果较好的催化剂是________(选填“”或“”)。

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苯乙烯是一种重要的化工原料。

工业上可用乙苯催化脱氢方法制备苯乙烯

已知部分化学键的键能如下：

则+H2（g）的________。

实际生产中常在恒压条件下掺入高温水蒸气作为反应体系的稀释剂水蒸气不参加反应。在一定压强、的条件下，乙苯的平衡转化率随着的增大而________填“增大”“减小”或“不变”。随着反应的进行，少量积碳会使催化剂活性减弱，水蒸气还有利于恢复催化剂活性，原因是____________用化学方程式表示。

苯乙烯可由乙苯和催化脱氢制得。其反应历程如下：

乙苯平衡转化率与的关系如图所示，当时，乙苯平衡转化率随着增大而增大，其原因是__________，当时，乙苯平衡转化率随着增大反而减小，其原因是____________。

研究表明金属次卟啉二甲酯能够顺利地选择性催化氧化苯乙烯生成苯甲醛，以该反应原理设计成酸性燃料电池，则电池负极的电极反应式为 ________。若该电池消耗标准状况下的，则外电路中理论上转移电子的物质的量为________。

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苯乙烯是重要的基础有机化工原料。工业中以乙苯（C6H5-CH2CH3）为原料，采用催化脱氢的方法制取苯乙烯（C6H5-CH=CH2）的反应方程式：

△H（1）已知：

计算上述反应的△H＝________ kJ·mol－1。

（2）一定条件下，在体积不变的密闭容器中，反应过程中各物质浓度随时间变化的关系如下图所示。在t1时刻加入H2，t2时刻再次达到平衡。物质X为__________，判断理由是_______________________。

（3）在体积为2L的恒温密闭容器中通入2mol乙苯蒸汽，2分钟后达到平衡，测得氢气的浓度是0.5mol/L，则乙苯蒸汽的反应速率为_________________；维持温度和容器体积不变，向上述平衡中再通入1mol氢气和1mol乙苯蒸汽，则v正_______v逆（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（4）实际生产时反应在常压下进行，且向乙苯蒸气中掺入水蒸气，利用热力学数据计算得到温度和投料比M对乙苯平衡转化率的影响可用如图表示。[M=n(H2O)/n(乙苯)]

① 比较图中A、B两点对应的平衡常数大小：KA________KB

② 图中投料比(M1、M2、M3)的大小顺序为________。

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苯乙烯（）是生产各种塑料的重要单体，可通过乙苯催化脱氢制得：

（g）（g）+H2（g） △H

(1)已知：

计算上述反应的△H＝________ kJ·mol－1。

(2)500℃时，在恒容密闭容器中，充入a mol乙苯，反应达到平衡后容器内气体的压强为P；若再充入bmol的乙苯，重新达到平衡后容器内气体的压强为2P，则a_______b（填“＞” “＜”或“=”），乙苯的转化率将________（填“增大” “减小”或“不变”）。

(3)工业上，通常在乙苯（EB）蒸气中掺混N2（原料气中乙苯和N2的物质的量之比为1︰10，N2不参与反应），控制反应温度600℃，并保持体系总压为0.1Mpa不变的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性（指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数）示意图如下：

①A，B两点对应的正反应速率较大的是________。

②掺入N2能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实___________________________。

③用平衡分压代替平衡浓度计算600℃时的平衡常数Kp=________。（保留两位有效数字，分压=总压×物质的量分数）

④控制反应温度为600℃的理由是___________________________。

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苯乙烯是工业上是合成树脂、离子交换树脂及合成橡胶等的重要单体，工业上可用乙苯催化脱氢方法制备苯乙烯：(g)(g)+H2(g) △H=+QkJ·mol-1

请回答下列问题：

（1）已知乙苯（g）、苯乙烯（g）的燃烧热分别为a kJ·mol-1、bkJ·mol-1,则氢气的燃烧热为________kJ·mol-1（用含有Q、b、c的表达式表示,其中Q、b、c均大于0）。

（2）673 K时,在一恒容密闭容器中充入5 mol乙苯（g）,反应达到平衡后容器内气体的压强为p1；若再充入amol的乙苯（g）,重新达到平衡后容器内气体的压强为2p1,则a________5。

（3）在实际生产中,在恒压条件下常以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂（水蒸气不参加反应）,此时乙苯的平衡转化率与水蒸气的用量、压强（p）的关系如图所示。

①加入水蒸气稀释剂能提高乙苯转化率的原因是___________________________。

②用平衡分压代替平衡浓度计算,其中,分压=总压×物质的量分数，则900K时的平衡常数Kp=________。

③改变下列条件,能使乙苯的反应速率和转化率一定增大的是________（填标号）。

A．恒容时加入稀释剂水蒸气 　　　　　　　　　　 B．压强不变下,温度升至1500 K

C．在容积和温度不变下充入Ar 　　　　　　　　　　 D．选用催化效果更好的催化剂

（4）已知苯乙烯可催化氧化生成苯乙醛：(g)+2O2→+ CO2+H2O,若把该反应设计为酸性燃料电池，则电池负极的电极反应式为_________________，若该电池消耗标准状况下11.2 L的O2,则外电路中理论上应转移电子的物质的量为________mol。

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苯乙烯是工业上是合成树脂、离子交换树脂及合成橡胶等的重要单体,工业上可用乙苯催化脱氢方法制备苯乙烯：(g)(g)+H2(g) △H=+QkJ·mol-1

请回答下列问题：

（1）已知乙苯（g）、苯乙烯（g）的燃烧热分别为a kJ·mol-1、bkJ·mol-1,则氢气的燃烧热为_____kJ·mol-1（用含有Q、b、c的表达式表示,其中Q、b、c均大于0）。

（2）673 K时,在一恒容密闭容器中充入5 mol乙苯（g）,反应达到平衡后容器内气体的压强为p1；若再充入amol的乙苯（g）,重新达到平衡后容器内气体的压强为2p1,则a____________5。

（3）在实际生产中,在恒压条件下常以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂（水蒸气不参加反应）,此时乙苯的平衡转化率与水蒸气的用量、压强（p）的关系如图所示。

①加入水蒸气稀释剂能提高乙苯转化率的原因是________________________________。

②在实际生产过程中，当控制反应温度为900 K时生产效率最佳,选用此温度进行生产的原因为________ （答两点）。

③用平衡分压代替平衡浓度计算,其中,分压=总压×物质的量分数，则900K时的平衡常数Kp=_______。

④改变下列条件,能使乙苯的反应速率和转化率一定增大的是________ （填标号）。

A．恒容时加入稀释剂水蒸气　　　　　 　　 B．压强不变下,温度升至1500 K

C．在容积和温度不变下充入Ar　　　　　　　　 　　 D．选用催化效果更好的催化剂

（4）已知苯乙烯可催化氧化生成苯乙醛： (g) + 2O2→ + CO2 + H2O,若把该反应设计为酸性燃料电池，则电池负极的电极反应式为___________________，若该电池消耗标准状况下11.2 L的O2,则外电路中理论上应转移电子的物质的量为________ mol。

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乙苯是一种用途广泛的有机原料，可制备多种化工产品。

(一）制备苯乙烯（原理如反应I所示）：

Ⅰ． 　 △H=+124kJ·mol-1

（1）部分化学键的键能如下表所示：

根据反应I的能量变化，计算X=_________。

（2）工业上，在恒压设备中进行反应I时，常在乙苯蒸气中通入一定量的水蒸气。请用化学平衡理论解释通入水蒸气的原因：_________。

（3）已知吉布斯自由能△G=△H-T△S ,当△G < 0时反应可自发进行。由此判断反应I在_________（填“高温”或“低温”）更易自发进行。

(二）制备α-氯乙基苯（原理如反应Ⅱ所示）：

Ⅱ． 　 △H2＞0

（4）T°C时，向10 L恒容密闭容器中充入2mol乙苯(g)和2 mol Cl2(g)发生反应Ⅱ,乙苯（或Cl2)、 α-氯乙基苯（或HCl)的物质的量浓度（c）随时间（t）变化的曲线如图所示：

①0—2 min内，以HCl表示的该反应速率v(HCI)=_________。

②6 min时，改变的外界条件为_________，该条件下的平衡常数K的数值=_________。

③10 min时，保持其他条件不变，再向容器中充入1 mol乙苯、1 mol Cl2、1 molα-氯乙基苯和1mol HCl,则此时该反应v正_________v逆(填“＞”、“＜”或“=” );若12 min时反应再次达到平衡，则在0-12 min内，Cl2的转化率α=_________。(计算结果保留三位有效数字）

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（8分) 乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：

（1）已知：

计算上述反应的△H＝________ kJ·mol－1。

（2）维持体系总压强p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数Kp＝___________（用α等符号表示)。

（3）工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气（原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1︰9)，控制反应温度600℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性（指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下：

①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实　　 ___________。

②控制反应温度为600℃的理由是____________。

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乙苯催化脱氢生产苯乙烯的反应：

（1）已知：

计算上述反应的△H＝_______kJ·mol－1。

（2）一定温度下，将a mol乙苯加入体积为V L的密闭容器中，发生上述反应，反应时间与容器内气体总压强的数据如下表。

① 平衡时，容器中气体物质的量总和为_______mol，乙苯的转化率为________。

②计算此温度下该反应的平衡常数K________。

（3）实际生产时反应在常压下进行，且向乙苯蒸气中掺入水蒸气，利用热力学数据计算得到温度和投料比M对乙苯平衡转化率的影响可用右图表示。[M=n(H2O)/n(乙苯)]

① 比较图中A、B两点对应的平衡常数大小：KA________KB

② 图中投料比(M1、M2、M3)的大小顺序为________。

（4）某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺——乙苯－二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变，与掺水蒸汽工艺相比，在相同的生产效率下，可降低操作温度；该工艺中还能够发生反应：CO2＋H2＝CO＋H2O，CO2＋C＝2CO。新工艺的特点有_________(填编号)。

① CO2与H2反应，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移

② 不用高温水蒸气，可降低能量消耗

③ 有利于减少积炭

④ 有利于CO2资源利用

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乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：

（1）已知：

计算上述反应的△H＝_________ kJ·mol－1。

（2）维持体系总压强p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数K＝___________________ (用α等符号表示)。

（3）工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1︰9)，控制反应温度600℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下：

①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实 __________________。

②控制反应温度为600℃的理由是____________。

（4）某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺——乙苯－二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变，与掺水蒸汽工艺相比，在相同的生产效率下，可降低操作温度；该工艺中还能够发生反应：CO2＋H2＝CO＋H2O，

CO2＋C＝2CO。新工艺的特点有_________(填编号)。

① CO2与H2反应，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移

② 不用高温水蒸气，可降低能量消耗

③ 有利于减少积炭

④ 有利于CO2资源利用

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