Question

【題目】丙烷脫氫是工業(yè)生產(chǎn)丙烯的重要途徑，其熱化學方程式為 ，請回答下列相關問題。

下表為部分鍵能數(shù)據(jù)，據(jù)此可算出___________。

化學鍵
鍵能	332	611	414	436

一定溫度下，向的密閉容器中充入發(fā)生脫氫反應，經(jīng)過達到平衡狀態(tài)，測得平衡時氣體壓強是開始的倍。

內氫氣的生成速率_______，的平衡轉化率為_______。

下列情況能說明該反應達到平衡狀態(tài)的是____________填標號。

A.混合氣體的平均相對分子質量保持不變 與的物質的量之比保持不變

C.混合氣體的密度保持不變 的分解速率與的消耗速率相等

脫氫反應分別在壓強為和時發(fā)生，丙烷及丙烯的平衡物質的量分數(shù)隨溫度變化如圖所示：

壓強：_________填“”或“”。

為了同時提高反應速率和反應物的平衡轉化率，可采取的措施是___________。

若，起始時充入丙烷發(fā)生反應，則Q點對應溫度下，反應的平衡常數(shù)_______用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓總壓物質的量分數(shù)。

實際生產(chǎn)中常在恒溫、恒壓的密閉容器中充入丙烷和氬氣發(fā)生脫氧反應，充入氬氣的原因是______________。

Answer 1

【答案】 升高溫度 提高丙烷的平衡轉化率

【解析】

(1)反應熱=反應物總鍵能-生成物總鍵能；

(2)①平衡壓強是起始的1.4倍，因此平衡時氣體總物質的量為2.8mol。增加了0.8mol；

求得v(H2)=，也得到丙烷平衡轉化率；

②結合平衡狀態(tài)的特征分析判斷；

(3)①其它條件一定，加壓平衡逆向移動，丙烷的平衡百分含量增大；

②升溫提高反應速率和反應物的平衡轉化率；

③Q點丙烯和氯氣的物質的量之比為1:1，因此物質的量分數(shù)均為25%，丙烷、丙烯、氯氣的平衡分壓依次為0.05 MPa、0.25MPa、0.025MPa，求得平衡常數(shù)Kp；

④在恒溫、恒壓的密閉容器中，增大氬氣的量，體積增大，相當于減壓，從而使得平衡正向移動，提高了丙烷的平衡轉化率越大。

反應熱反應物總鍵能生成物總鍵能；

平衡壓強是起始的倍，因此平衡時氣體總物質的量為，增加了；

因此，丙烷平衡轉化率；

氣體平均分子量不變說明氣體總物質的量不變，可以證明體系達平衡狀態(tài)，故A正確；

B.起始只充入了丙烷，與的物質的量之比始終為1：1，不能證明體系達平衡狀態(tài)，故B錯誤；

C.純氣體體系且恒容，氣體密度始終保持不變，不能證明體系是否達平衡狀態(tài)，故C錯誤；

D.的分解速率等于的生成速率，也就是的消耗速率與生成速率相等，可以證明體系達平衡狀態(tài)，故D正確；

故答案為：AD；

其它條件一定，加壓平衡逆向移動，丙烷的平衡百分含量增大，因此；

根據(jù)計算結果或者圖像均可知正反應吸熱，升溫能同時提高反應速率和反應物的平衡轉化率；

設丙烷物質的量為1mol，消耗物質的量為x，圖象中可知丙烷在Q點物質的量分數(shù)為；

，，則Q點對應溫度下反應的平衡常數(shù)Kp；

該反應的氣體分子數(shù)增加的反應，隨著氬氣比例的增加，降低了反應體系各氣體的分壓，相當于減壓，減小壓強平衡向氣體體積增大的方向移動，從而提高丙烷脫氫轉化率。