[题目]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)维持体系温度和总压强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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】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）维持体系温度和总压强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)如右图所示：

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

【答案】（1）+124

（2）

（3）①正反应方向气体分子数增加，加入水蒸气起稀释作用，相当于减压的效果②600℃时，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。

（4）①②③④

【解析】试题分析：（1）反应热=反应物总键能-生成物总能键能，由有机物的结构可知，应是-CH2CH3中总键能与-CH=CH2、H2总键能之差，故△H=(5×412+348-3×412-612-436)kJmol-1=+124kJmol-1，故答案为：+124；

（2）物质的量为n的乙苯蒸气发生催化脱氢反应，参加反应的乙苯为nα mol，则：

+H2

开始(mol): n 0 0

转化(mol): nα nα nα

平衡(mol): n(1-α) nα nα

维持体系总压强p恒定，平衡常数K═==，故答案为：；

（3）①正反应为气体分子数增大的反应，保持压强不变，加入水蒸气，容器体积应增大，等效为降低压强，平衡向正反应方向移动，提高乙苯的平衡转化率，故答案为：正反应为气体分子数增大的反应，保持压强不变，加入水蒸气，容器体积应增大，等效为降低压强，平衡向正反应方向移动；

②600℃时乙苯的转化率与苯乙烯的选择性均较高，温度过低，反应速率较慢，转化率较低，温度过高，选择性下降，高温下可能失催化剂失去活性，且消耗能量较大，故选择600℃左右，故答案为：600℃时乙苯的转化率与苯乙烯的选择性均较高，温度过低，反应速率较慢，转化率较低，温度过高，选择性下降，高温下可能失催化剂失去活性，且消耗能量较大；

（4）①CO2与H2反应，导致氢气浓度减低，有利于乙苯脱氢反应的化学平衡右移，故正确；②由题目信息可知，在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，消耗的能量减少，故正确；③由于会发生反应CO2+C═2CO，有利于减少积炭，故正确；④CO2代替水蒸气，有利用CO2资源利用，故正确，故答案为：①②③④。

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（3）若步骤Ⅳ中所用Na2C2O4溶液为20.00mL，已知滴定后的液面如图所示，请在图2中标出滴定前的液面．

（4）若实验测量结果比实际有机物含量偏高，分别从以下两个方面猜想：

猜想1：水样中Cl-影响

猜想2：配制Na2C2O4标液定容时________；

（5）若猜想1成立，请根据资料卡片补充完善上述实验以消除Cl-影响．(限选试剂：AgNO3溶液、Ag2SO4溶液、KMnO4溶液、Na2C2O4溶液)________。

资料卡片：

①有机质可HNO3被氧化

②AgCl不与酸性KMnO4溶液反应

③Ag2C2O4可被酸性KMnO4溶液氧化。

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无水乙醇	—114.1	78.3	能与水以任意比互溶	易挥发	能使酸性高锰酸钾溶液褪色

甲、乙同学用下列实验装置制备乙烯并验证其性质。（气密性已检验，部分夹持装置略）。

实验操作和现象：

操作	现象
点燃酒精灯，加热至170℃	I：A中烧瓶内液体渐渐变黑 II：B内气泡连续冒出，溶液逐渐褪色
……
实验完毕，清洗烧瓶	III：A中烧瓶内附着少量黑色颗粒状物，有刺激性气味逸出

（1）写出乙烯的1个用途：，对应方程式为（注明反应类型）。

（2）A中烧瓶内溶液“渐渐变黑”，说明浓硫酸具有性。

（3）分析使B中溶液褪色的物质，甲认为是C2H4使B中溶液褪色，该反应的化学方程式为（注明反应类型）。

（4）乙根据反应原理及现象I和III综合分析，认为产物中除乙烯外还混有乙醇、H2O、CO2和一种 “有刺激性气味”的气体X。你认为这种“有刺激性气味”气体X是（填化学式）。

为验证气体X的存在，并证实是C2H4使B中溶液褪色，乙设计如下装置，与A连接：

设计

现象

与A连接的装置如下：

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F中溶液褪色

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