Question

工业上可采用丙烯氨氧化法制丙烯脂，回答下列问题：

I.丙烯的制备反应方程式为C₃H₈(g)=C₃H₆(g)+H₂(g)。

已知：部分共价键的键能如下：

（1）制备丙烯反应的△H=__。该反应在__(“高温”或“低温”)下有利于自发进行。

（2）提高丙烯产率可以选择__(填序号)。

A.升温     B.减小压强     C.充入H₂(恒容)     D.加入催化剂

（3）已知：CO₂(g)+H₂(g)=CO(g)+H₂O(g)    ∆H=-41kJ·mol^-1，工业上选择向反应体系中加入CO₂，提高丙烷的转化率，从化学平衡原理角度说明原因：__。

II.利用丙烯制备丙烯腈，反应方程式如下：2C₃H₆(g)+2NH₃(g)+3O₂(g)2CH₂=CHCN(g)+6H₂O(l)    ∆H=-1294kJ·mol^-1。

（4）主要的反应机理如下：

CH₃-CH=CH₂→[CH₂CHCH₂]+H   慢   ∆H＞0

[CH₂CHCH₂]+[NH]→CH₂=CH-CN+3H   快

如图能表示反应历程的是__(填序号)。.

（5）一定温度下，IL恒容密闭容器中充人等物质的量的C₃H₆、NH₃、O₂制备丙烯腈，c(C₃H₆)与v_正随时间变化的数据如下表：

①判断t₄时刻反应是否已经达到平衡状态并说明理由：__。

②列式并计算制备丙烯腈反应的平衡常数K=__(mol·L^-1)^-5。

③已知：正反应速率v_正=kc^a(C₃H₆)，根据表中数据，a=__。

Answer

+136 kJ/mol 高温 AB CO2与H2反应，降低H2的浓度，使C3H6的制备反应平衡正向移动，CO2与H2的反应是放热反应，使反应体系温度升高，C3H6的制备反应平衡正向移动 B t4时刻，正反应速率和C3H6的浓度均不再变化，则反应达到平衡 =1.41104 1

【解析】

Ⅰ．(1)根据键能计算可得；反应是吸热反应，且是熵增，根据△G＝△H-T△S分析；

(2)反应吸热且气体分子数增加，提高丙烯产率需使平衡正向移动；

(3)体系中加入CO2使CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)正向移动，影响了H2浓度和体系温度，从这两方面进行分析；

Ⅱ．(4)第一步反应吸热，第二步放热，第一步反应慢，则活化能高；

(5)①观察反应速率，速率不变或浓度不变则达到了平衡，因此，t4时刻达到平衡

②根据“三段式”法进行计算；

③根据数据可知，v正是关于c(C3H6)的一次函数。

Ⅰ．(1)1个C3H8分子中有2个C-C键和8个C-H键，1个C3H6分子中有1个C-C键、1个C=C键和6个C-H键，1个H2分子中有1个H-H键，则制备丙烯反应的△H=(2346+8414-346-6414-602-436)kJ/mol=+136 kJ/mol；反应是吸热反应，且是熵增，根据△G＝△H-T△S，因此高温有利；

(2)反应吸热且气体分子数增加，升温和减小压强可以使平衡正向移动，冲入H2会使平衡逆向移动，加入催化剂平衡不移动，故选AB；

(3)CO2与H2反应，降低H2的浓度，使C3H6的制备反应平衡正向移动，CO2与H2的反应是放热反应，使反应体系温度升高，C3H6的制备反应平衡正向移动；

Ⅱ．(4)第一步反应吸热，第二步放热，排除A，第一步反应慢，则活化能高，故选B；

(5)①观察反应速率，速率不变或浓度不变则达到了平衡，因此，t4时刻达到平衡；

②由表中数据可得：

K=1.41104；

③根据数据可知，v正是关于c(C3H6)的一次函数，则a＝l。