聚苯乙烯是一类重要的高分子材料,可通过苯乙烯聚合制得。
Ⅰ.苯乙烯的制备
(1)已知下列反应的热化学方程式:
① C6H5C2H5(g)+212O2(g)═8CO2(g)+5H2O(g)ΔH1=﹣4386.9kJ•mol﹣1
② C6H5CH=CH2(g)+10O2(g)═8CO2(g)+4H2O(g)ΔH2=﹣4263.1kJ•mol﹣1
③ H2(g)+12O2(g)═H2O(g)ΔH3=﹣241.8kJ•mol﹣1
计算反应④ C6H5C2H5(g)⇌C6H5CH=CH2(g)+H2(g)的ΔH4=_____ kJ•mol﹣1;
(2)在某温度、 100kPa下,向反应器中充入 1mol气态乙苯发生反应④,其平衡转化率为 50%,欲将平衡转化率提高至 75%,需要向反应器中充入_____ mol水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应);
(3)在 913K、100kPa下,以水蒸气作稀释气、 Fe2O3作催化剂,乙苯除脱氢生成苯乙烯外,还会发生如下两个副反应:
⑤ C6H5C2H5(g)⇌C6H6(g)+CH2=CH2(g)
⑥ C6H5C2H5(g)+H2(g)⇌C6H5CH3(g)+CH4(g)
以上反应体系中,芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性 S( S=转化为目的产物所消耗乙苯的量已转化的乙苯总量×100%)随乙苯转化率的变化曲线如图所示,其中曲线 b代表的产物是_____,理由是__________;
(4)关于本反应体系中催化剂 Fe2O3的描述错误的是_____;
A. |
X射线衍射技术可测定 Fe2O3晶体结构 |
B. |
Fe2O3可改变乙苯平衡转化率 |
C. |
Fe2O3降低了乙苯脱氢反应的活化能 |
D. |
改变 Fe2O3颗粒大小不影响反应速率 |
Ⅱ.苯乙烯的聚合
苯乙烯聚合有多种方法,其中一种方法的关键步骤是某 Cu(Ⅰ)的配合物促进 C6H5CH2X(引发剂, X表示卤素)生成自由基 C6H5CH2•,实现苯乙烯可控聚合。
(5)引发剂 C6H5CH2Cl、C6H5CH2Br、C6H5CH2I中活性最高的是_____;
(6)室温下,① Cu+在配体 L的水溶液中形成 [Cu(L)2]+,其反应平衡常数为 K;
② CuBr在水中的溶度积常数为 Ksp。由此可知, CuBr在配体 L的水溶液中溶解反应的平衡常数为_____(所有方程式中计量系数关系均为最简整数比)。