乙基叔丁基醚(以ETBE表示)是一種*能優良的高**值汽油調和劑。用乙醇與異丁烯(以IB表示)在催化劑HZSM...
問題詳情:
乙基叔丁基醚(以ETBE表示)是一種*能優良的高**值汽油調和劑。用乙醇與異丁烯(以IB表示)在催化劑HZSM-5催化下合成ETBE,反應的化學方程式為:C2H5OH(g)+IB(g)⇌ETBE(g)△H.回答下列問題:
(1)反應物被催化劑HZSM-5吸附的順序與反應歷程的關係如圖1所示,該反應的△H=______a kJ•mol-1.反應歷程的最優途徑是______(填C1、C2或C3)。
(2)在剛*容器中按物質的量之比1:1充入乙醇和異丁烯,在378K與388K時異丁烯的轉化率隨時間變化如圖2所示。
①378K時異丁烯的轉化率隨時間變化的曲線為______(填L1或L2)。
②388K時,以物質的量分數表示的化學平衡常數K=______。(物質的量分數為某組分的物質的量與總物質的量的比)
③已知反應速率v=v正-v逆=k正x(C2H5OH)•x(IB)-k逆x(ETBE),其中秒正為正反應速率,v逆為逆反應速率,k正、k逆為速率常數,x為各組分的物質的量分數,計算M點=______(保留到小數點後 1位)。
【回答】
-4 C3 L2 24 4.6
【分析】
(1)根據圖象,反應物能量高於生成物能量,則反應為放熱反應,根據到達過渡態的活化能高低選擇合適的反應途徑;
(2)①温度升高,化學反應速率增大,反應到達平衡的時間縮短;
②388K時,異丁烯的平衡轉化率為80%,根據方程式計算;
③根據圖象,M點異丁烯的平衡轉化率為60%,根據方程式計算。
【詳解】
(1)根據圖象,反應物能量高於生成物能量,則反應為放熱反應,則該反應的△H=(1-5)akJ/mol=-4akJ/mol,
過渡態1的活化能為E1=6akJ/mol,過渡態2的活化能為E2=6akJ/mol,過渡態3的活化能為E3=4akJ/mol,所以過渡態3的活化能最低,反應相對容易,則反應歷程的最優途徑是C3,
故*為:-4;C3;
(2)①温度升高,化學反應速率增大,反應到達平衡的時間縮短,則378K時異丁烯的轉化率隨時間變化的曲線為L2,
故*為:L2;
②發生的反應為:C2H5OH(g)+IB(g)⇌ETBE(g),異丁烯的平衡轉化率為80%,
所以平衡時x(C2H5OH)= = ,x(IB)=,x(ETBE)=,
則K= = =24,
故*為:24;
③發生的反應為:C2H5OH(g)+IB(g)⇌ETBE(g),M點時異丁烯的平衡轉化率為60%,
M點 =24× =4.6,
故*為:4.6。
知識點:化學平衡
題型:綜合題