研究CO2氧化C2H6制C2H4對資源綜合利用有重要意義。相關(guān)的主要化學反應(yīng)有
Ⅰ.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)△H1═136kJ?mol-1
Ⅱ.C2H6(g)+CO2(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)△H2═177kJ?mol-1
Ⅲ.C2H6(g)+2CO2(g)?4CO(g)+3H2(g)△H3
Ⅳ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H4═41kJ?mol-1
(298K時,相關(guān)物質(zhì)的相對能量如圖1):
(1)有研究表明,在催化劑存在下,反應(yīng)Ⅱ分兩步進行,過程如下:C2H6(g)+CO2(g)→C2H4(g)+H2(g)+CO2(g)→C2H4(g)+CO(g)+H2O(g),且第二步速率較慢(反應(yīng)活化能為210kJ?mol-1)。根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對能量,畫出反應(yīng)Ⅱ分兩步進行的“能量?反應(yīng)過程圖”,起點從[C2H6(g)+CO2(g)]的能量-477kJ?mol-1開始(如圖2)。
(2)①CO2和C2H6按物質(zhì)的量1:1投料,在923K和保持總壓恒定的條件下,研究催化劑X對“CO2氧化C2H6制C2H4”的影響,所得實驗數(shù)據(jù)如表:
催化劑 | 轉(zhuǎn)化率C2H6/% | 轉(zhuǎn)化率CO2/% | 產(chǎn)率C2H4/% |
催化劑X | 19.0 | 37.6 | 3.3 |
CO
CO
,判斷依據(jù)是 C2H4的產(chǎn)率低說明催化劑X有利于提高反應(yīng)Ⅲ速率
C2H4的產(chǎn)率低說明催化劑X有利于提高反應(yīng)Ⅲ速率
。②采用選擇性膜技術(shù)(可選擇性地讓某氣體通過而離開體系)可提高C2H4的選擇性(生成C2H4的物質(zhì)的量與消耗C2H6的物質(zhì)的量之比)。在773K,乙烷平衡轉(zhuǎn)化率為9.1%,保持溫度和其他實驗條件不變,采用選擇性膜技術(shù),乙烷轉(zhuǎn)化率可提高到11.0%。結(jié)合具體反應(yīng)說明乙烷轉(zhuǎn)化率增大的原因是
選擇性膜吸附C2H4,促進反應(yīng)Ⅱ平衡向正反應(yīng)方向移動
選擇性膜吸附C2H4,促進反應(yīng)Ⅱ平衡向正反應(yīng)方向移動
。【考點】反應(yīng)熱和焓變;化學平衡的影響因素.
【答案】;CO;C2H4的產(chǎn)率低說明催化劑X有利于提高反應(yīng)Ⅲ速率;選擇性膜吸附C2H4,促進反應(yīng)Ⅱ平衡向正反應(yīng)方向移動
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:6引用:1難度:0.6
把好題分享給你的好友吧~~