Question

【题目】丙烯(C3H6)是重要的有机化工原料。下图为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系(图中的压强分别为104Pa和105 Pa)。

①104 Pa时，图中表示丙烯的曲线是____(填“ⅰ”、“ⅱ”、“ⅲ”或“ⅳ”)。

②104 Pa、500 ℃时，主反应用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=_____(已知：气体分压=气体总压×体积分数)。

Answer 1

【答案】ⅰ 3.3×103Pa

【解析】

①根据反应是体积增大的吸热反应，再根据温度，压强的改变，平衡的移动来分析，得出答案。

②根据三段式建立关系，利用压强来求压强平衡常数。

①丙烷脱氢制丙烯为气体体积增大的反应，吸热反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，丙烯的平衡体积分数减小，升高温度，平衡正向移动，丙烯量增加，故曲线ⅰ代表104 Pa时丙烯的平衡体积分数，故答案为：ⅰ；

②104 Pa、500 ℃时，丙烯的平衡体积分数为33%，设起始丙烷为1mol，转化率为x，由题意建立如下三段式：

C3H8（g）C3H6（g）+H2（g）

开始： 1mol 0 0

转化： xmol xmol xmol

平衡： (1-x) mol xmol xmol

则由丙烯的平衡体积分数为33%可得，，解得x≈0.5，丙烷、丙烯和氢气的分压均为 Pa，则用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数，故答案为：3.3×103Pa。