【題目】生產醫(yī)用防護口罩的原料聚丙烯纖維屬于有機高分子材料,其單體為丙烯。丙烯除了合成聚丙烯外,還廣泛用于制備1,2—二氯丙烷、丙烯醛、丙烯酸等。請回答下列問題:

Ⅰ.工業(yè)上用丙烯加成法制備12—二氯丙烷,主要副產物為3—氯丙烯,反應原理為:

1)已知的活化能(逆)為,則該反應的(正)活化能為_____。

2)一定溫度下,向恒容密閉容器中充入等物質的量的,在催化劑作用下發(fā)生反應①②,容器內氣體的壓強隨時間的變化如下表所示。

時間/min

0

60

120

180

240

300

360

壓強/kPa

80

74.2

69.4

65.2

61.6

57.6

57.6

用單位時間內氣體分壓的變化來表示反應速率,即,則反應①前180min內平均反應速率____(保留小數(shù)點后2位)。

Ⅱ.丙烯的制備方法

方法一:丙烷無氧脫氫法制備丙烯反應如下:

3)①某溫度下,在剛性容器中充入,起始壓強為10kPa,平衡時總壓為14kPa,的平衡轉化率為______。該反應的平衡常數(shù)______kPa(保留小數(shù)點后2位)。

②總壓分別為100kPa、10kPa時發(fā)生該反應,平衡體系中的物質的量分數(shù)隨溫度變化關系如圖所示:

10kPa時,的物質的量分數(shù)隨溫度變化關系的曲線分別是_____、______。

方法二:丙烷氧化脫氫法制備丙烯還生成、等副產物,制備丙烯的反應如下:

。在催化劑作用下的轉化率和的產率隨溫度變化關系如圖所示。

4)①圖中的轉化率隨溫度升高而上升的原因是_________。

575℃時,的選擇性為___。(的選擇性=

③基于上述研究結果,能提高選擇性的措施是______。

【答案】132 0.08 40% 2.67 Z Y 溫度升高,反應速率增大(或溫度升高,催化劑的活性增大) 50% 選擇相對較低的溫度(或選擇更合適的催化劑)

【解析】

1)反應可由反應①-②得到,故該反應的==-134+102kJ/mol=-32 kJ/mol,所以(正)-(逆)=-32 kJ/mol,(正)=132 kJ/mol

2)由于反應②前后系數(shù)之和相等,故壓強的變化均由反應①造成,180min時壓強變化80-65.2=14.8kPa,所以;

3)①設丙烷壓強的變化為,同溫同容下壓強之比等于物質的量之比,由題意可得

反應后壓強為,解得C3H8的轉化率為;

②正反應吸熱,升高溫度,平衡正向移動,C3H8的物質的量分數(shù)減小,C3H6的物質的量分數(shù)增大;根據(jù)方程式,該反應為氣體體積增大的反應,增大壓強,C3H8 C3H6的物質的量分數(shù)都增大,因此表示10kPa時,C3H8的物質的量分數(shù)隨溫度變化關系的曲線是Z,表示10kPaC3H6的物質的量分數(shù)隨溫度變化關系的曲線是Y;

4)①溫度升高,反應速率加快,同時溫度升高,催化劑的活性增大,因此C3H8的轉化率隨溫度升高而上升;

②由圖可知,575 ℃時, C3H8的轉化率為34% C3H6的產率為17%,即參加反應的C3H834%,生成的C3H617% ,故C3H6的選擇性為

③由圖可知.溫度低時C3H6的選擇性高,故能提高C3H6選擇性的措施是選擇相對較低的溫度,或者是尋找選擇性更高的催化劑;

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B. 圖乙表示的反應是吸熱反應,該圖表明催化劑不能改變化學反應的焓變

C. 圖丙表示壓強對可逆反應2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)的影響,則P>P

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3H2

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