Question

工业上在一定条件下将丙烷脱氢制丙烯。

(1)反应过程中能量变化如下图所示，下列有关叙述正确的是_________。

a．此反应为吸热反应

b．催化剂能改变反应的焓变和活化能

c．E₁表示正反应的活化能，E₂表示逆反应的活化能

d．有催化剂能加快反应速率，提高丙烷的转化率

(2)上述反应在恒温恒容密闭容器中达到平衡，其平衡常数K的表达式为_______________。若升温，该反应的平衡常数_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。若向上述反应达到平衡的容器内再通入少量丙烷，则c(CH₂=CHCH₃)/c(CH₃CH₂CH₃)______________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(3)在0.1MPa、800K条件下，向恒容密闭容器中通入丙烷和稀有气体，丙烷脱氢反应的转化率随着稀有气体与丙烷比例的变化情况如右图所示，则随着稀有气体与丙烷比例的增加，丙烷转化率逐渐增大的原因是______________________。

(4)上述反应生成物丙烯经多步氧化生成丙酸，已知常温下K_a(CH₃CH₂COOH)=1.3×10^-5 ．K_b(NH₃·H₂O)=1.8×10^-5。

①用离子方程式表示CH₃CH₂COONa溶液显碱性的原因_______________。

②常温下，若丙酸与氨水混合后溶液呈中性，则溶液中c(CH₃CH₂COO^-)/c(NH₃·H₂O)_______。

(5)已知：

则丙烷脱氢反应的热化学方程式为_____________。

Answer

ac 增大 减小 此反应是气体体积和增加的反应，随着稀有气体比例的增加，降低了反应体系各气体的分压，相当于减压，从而促进反应向正反应方向进行，提高了丙烷脱氢的转化率 CH3CH2COO-+H2OCH3CH2COOH+OH- 180 CH3CH2CH3(g)CH2=CHCH3(g)+H2(g) △H=+126kJ/mol

【解析】(1)a．图象中反应物能量低于生成物能量，故反应是吸热反应，故a正确；b．催化剂不能改变该反应的焓变，只能活化能，故b错误；c．E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，故c正确；d．催化剂改变反应速率，但不改变平衡的移动，即不改变丙烷的转化率，故d错误；故选ac；

(2)丙烷脱氢生成丙烯的化学反应方程式为CH3CH2CH3(g)CH2=CHCH3(g)+H2(g)；在恒温恒容密闭容器中达到平衡，其平衡常数K的表达式；此反应为吸热反应，若升温，平衡正向移动，该反应的平衡常数增大；若向上述反应达到平衡的容器内再通入少量丙烷，丙烷浓度增大，相当于缩小容器的体积，平衡逆向移动，丙烷的转化率减小，则c(CH2=CHCH3)/c(CH3CH2CH3)减小；

(3)随着稀有气体与丙烷比例的增加，丙烷转化率逐渐增大的原因是此反应是气体体积和增加的反应，随着稀有气体比例的增加，降低了反应体系各气体的分压，相当于减压，从而促进反应向正反应方向进行，提高了丙烷脱氢的转化率；

(4)上述反应生成物丙烯经多步氧化生成丙酸，已知常温下Ka(CH3CH2COOH)=1.3×10-5 ．Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5。

①因CH3CH2COONa是强碱弱酸盐，溶液中阴离子要水解，发生的水解反应为CH3CH2COO-+H2OCH3CH2COOH+OH-，则溶液显碱性；

②溶液显中性，则溶液中c(OH-)=c(H+)、c(CH3CH2COO-)=c(NH4+)，则c(CH3CH2COO-)/c(NH3·H2O)=c(NH4+)/c(NH3·H2O)=Kb(NH3·H2O)/c(OH-)=(1.8×10-5)/10-7=180；

(5)已知CH3CH2CH3(g)CH2=CHCH3(g)+H2(g)的△H=反应物的键能和-生成物的键能和=(8×413+2×348)kJ/mol-(612+348+6×413+436)kJ/mol=+126kJ/mol。