Question

【題目】乙烯、丙烯等低碳烯烴是重要的基本化工原料，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)低碳烯烴的需求日漸攀升。回答下列問題：

（1）MTP（甲醇制丙烯）工藝是目前重要的化工技術(shù)。主反應(yīng)為

。反應(yīng)歷程可按下列催化過程進(jìn)行：

則=___________。

（2）MTP工藝中存在等多個(gè)副反應(yīng)。其他條件都相同時(shí)，在某催化劑的作用下，反應(yīng)溫度對(duì)甲醇轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物選擇性的影響如圖所示。已知：

①主、副反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，且均為有水蒸氣生成的氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)

②選擇性=（生成目的產(chǎn)物所消耗的原料量/轉(zhuǎn)化掉的原料量）×100%

據(jù)圖分析，若欲顯著提高乙烯的選擇性，不宜采取的措施是___________（填“改變溫度”或“改變催化劑”）；圖中溫度低于480℃時(shí)甲醇的轉(zhuǎn)化率___________（填“是”或者“不是”）對(duì)應(yīng)溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率，判斷理由是___________；下列措施中可提高甲醇平衡轉(zhuǎn)化率的是___________（填標(biāo)號(hào)）。

A.增大甲醇濃度

B.減小壓強(qiáng)

C.用干燥劑吸收水蒸氣

D.減小反應(yīng)的平衡常數(shù)

（3）恒容條件下，若反應(yīng)溫度為460℃，初始濃度為mol，平衡轉(zhuǎn)化率為，丙烯的選擇性為48.3%，水蒸氣的平衡濃度為，則丙烯的平衡濃度為_____________，主反應(yīng)的平衡常數(shù)K（460℃）的計(jì)算式為___________。

（4）丙烯可用于制備聚丙烯，聚丙烯微孔薄膜可用作鋰離子電池的隔膜。某種鋰離子電池充電時(shí)的示意圖如圖所示。中的穿過隔膜向左遷移并嵌入石墨（用表示）中。放電時(shí)中的又脫嵌向右遷移，則該電池放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為___________。

Answer 1

【答案】-74.6 kJ·mol－1 改變溫度 不是 放熱反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率應(yīng)隨溫度降低而增大 BC 0.483c0α/3 mol·L－1 (c3·0.483c0α/3)/[(1-α)c0]3 mol·L－1 LiC6 - e-=Li+ + C6（或LiC6 - xe-=xLi+ + Li1-xC6）

【解析】

（1）根據(jù)蓋斯定律計(jì)算；

（2）由圖像可知，改變溫度，乙烯的選擇性變化不大；放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，平衡轉(zhuǎn)化率降低；根據(jù)影響平衡移動(dòng)的因素分析提高甲醇平衡轉(zhuǎn)化率的措施；

（3）根據(jù)“三段式”計(jì)算平衡常數(shù)；

（4）電池放電時(shí)，負(fù)極是LiC6失電子生成Li+。

(1)①。

②

根據(jù)蓋斯定律①－②得 則=-98.1 kJ·mol－1-（-23.5 kJ·mol－1）=-74.6 kJ·mol－1。

（2）由圖像可知，改變溫度，乙烯的選擇性變化不大，若欲顯著提高乙烯的選擇性，不宜采取的措施是改變溫度；放熱反應(yīng)，降低溫度平衡正向移動(dòng)，平衡轉(zhuǎn)化率增大，圖中溫度低于480℃時(shí)甲醇的轉(zhuǎn)化率不是對(duì)應(yīng)溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率；

A.增大甲醇濃度，相當(dāng)于加壓，平衡轉(zhuǎn)化率降低，不選A；

B.減小壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，平衡轉(zhuǎn)化率升高，選B；

C.用干燥劑吸收水蒸氣，平衡正向移動(dòng)，平衡轉(zhuǎn)化率升高，選C；

D.減小反應(yīng)的平衡常數(shù)，平衡逆向移動(dòng)，平衡轉(zhuǎn)化率降低，不選D。

可提高甲醇平衡轉(zhuǎn)化率的是BC。

（2）初始濃度為mol，平衡轉(zhuǎn)化率為，丙烯的選擇性為48.3%，則平衡時(shí)丙烯的濃度是0.483c0α/3 mol·L－1，平衡是甲醇的濃度是mol-mol×=(1-α)c0 mol·L－1，水蒸氣的平衡濃度為，K= =(c3·0.483c0α/3)/[(1-α)c0]3 mol·L－1。

（4）電池放電時(shí)，負(fù)極是LiC6失電子生成Li+，電極反應(yīng)式是LiC6 - e-=Li+ + C6。