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【题目】丙烯是一种重要的石油化工原料,丙烷脱氢制丙烯具有显著的经济价值和社会意义,其中一种工艺原理如下:

①C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)△H1

②C3H8(g)C2H4(g)+CH4(g) △H2=+81.7kJ/mol

③C2H4(g)+H2(g)C2H6(g) △H3

④C3H8(g) +H2(g) CH4(g)+C2H6(g) △H4=-54.8kJ/mol

(1)计算反应③的反应热△H3=______________

(2)丙烷脱氢平衡常数、丙烷裂解产物选择性与温度关系如图1所示,从图像判断△H2____0,工业生产中采用的温度600-650℃,原因是__________________

(3)温度为650时,在1L的容器中投入1molC3H81molH2发生反应,计算该条件下C3H8理论脱氢率为(保留3位有效数字,下同)_________________(已知: )

(4)不同氢烃比和温度对丙院脱氢平衡转化率的影响如上图2所示。相同温度下,增大氢烃比平衡转化率下降的原因是__________________

(5)丙烯经过两步氧化可制得丙烯酸(用HR表示,其电离常数Ka=5.55×10-5)。常温下,丙烯酸钠的水解常数为________,将0.2mol/LHR与0.1mol/LNaOH等体积混合,则溶液中的离子浓度大小顺序为__________________

【答案】 -136.5kJ/mol > 温度低于600℃,脱氢选择性高,反应速率较慢;温度过高于650℃,反应速率快,但丙烯选择性低,所以选择600-650℃ 41.4%(或0.414) 氢气为脱氢反应的产物之一,原料中氢气浓度的增加会抑制反应的进行( 1.80×10-10 c(R)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)

【解析】(1)反应④—反应②即得反应③,所以H3=H4H2= -136.5kJ/mol

(2)根据图象1可知,丙烷脱热闹承认平衡常数随温度的升高而增大,所以H2>0工业生产中采用的温度600-650因为温度低于600脱氢选择性高,反应速率较慢;温度过高于650反应速率快,但丙烯选择性低,所以选择600-650℃;

(3)由图象可知在650℃时,C3H8的脱氢平衡常数为1由反应①C3H8(g)C3H6(g)+ H2(g),设C3H8的脱氢率为x,则平衡时C3H8(1-x)molC3H6 xmolH2(1+x)mol则平衡常数K==1x=0.41441.4%

(4)相同温度下,增大氢烃比由图象2可知丙院脱氢平衡转化率是下降的,因为随着氢气量的增加,平衡向左移动所以丙院脱氢平衡转化率降低;

(5)已知丙烯酸(HR表示)的电离常数Ka=5.55×10-5则烯酸钠的水解常数Kh=Kw/Ka =1.0×10-14/5.55×10-5 = 1.80×10-100.2mol/LHR0.1mol/LNaOH等体积混合后,溶液中的溶质为等浓度的NaRHR的混合溶液,由于HR的电离常数(Ka=5.55×10-5)大于R的水解常数(Kh=1.80×10-10)所以溶液呈酸性,则溶液中的离子浓度大小顺序为c(R)>c(Na+)> c(H+) >c(OH-)

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资料:

物质

铟(In)

锡(Sn)

周期表位置

第五周期、第IIIA族

第五周期、第IVA族

颜色、状态

银白色固体

银白色固体

与冷酸作用

缓慢反应

缓慢反应

与强碱溶液

不反应

反应

(1)为了加快步骤①的反应速率,可以采取的措施有______(至少答两点)。

(2)步骤①中铟的氧化物转化成In3+的离子方程式是______

(3)步骤②中加入过量铟能够除去溶液中的Sn2+,根据所给资料分析其原因是______

(4)步骤④和⑤中NaOH溶液的作用是______

(5)下图是模拟精炼铟的装置图,请在方框中填写相应的物质。_____

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提示: ①MgCl2晶体的化学式为MgCl26H2O;

②MgO的熔点为2852℃,无水MgCl2的熔点为714℃。

(1)操作①的名称是 ________, 操作②的名称___________、冷却结晶、过滤。

(2)试剂a的名称是_____________

(3)用氯化镁电解生产金属镁的化学方程式为:_____________________

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B.2:1
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D.无法比较

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