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丙烯是一種重要的化工原料,可以通過多種途徑制得。請(qǐng)回答:
(1)丙烯可以在催化劑作用下由丙烷脫氫制備。反應(yīng)原理:
熱解反應(yīng):C3H8(g)?C3H6(g)+H2(g)ΔH
副反應(yīng):C3H8(g)?C2H4(g)+CH4(g)
已知相關(guān)鍵能的數(shù)據(jù)如下表所示:
化學(xué)鍵 C-C C=C C-H H-H
鍵能/kJ?mol-1 348 615 413 436
①熱解反應(yīng)的ΔH=
+123
+123
kJ?mol-1。
②裂解氣中存在濃度不低的C2H4,從結(jié)構(gòu)角度解釋原因
溫度升高,利于碳碳鍵的斷裂,有利于乙烯的生成
溫度升高,利于碳碳鍵的斷裂,有利于乙烯的生成
。
③恒定不同壓強(qiáng)(p1、p2),熱解氣中丙烷及丙烯的平衡物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化如圖所示。
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壓強(qiáng):p1
p2(填“>”或“<”)。若p1=0.1MPa,則a點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下,熱解反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=
0.03
0.03
MPa(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
④裂解反應(yīng)的選擇性隨溫度變化如圖所示,則丙烷裂解應(yīng)控制溫度在
650℃
650℃
。
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(2)向容器中通入一定量O2進(jìn)行丙烷氧化脫氫,可提高產(chǎn)物丙烯的選擇性。恒溫剛性密閉容器中通入氣體分壓比為p(C3H8):p(O2):p(N2)=2:13:85的混合氣體,已知某反應(yīng)條件下只發(fā)生如下反應(yīng)(k,k′均為速率常數(shù)):
反應(yīng)Ⅰ:2C3H8(g)+O2(g)?2C3H6(g)+2H2O(g)k
反應(yīng)Ⅱ:2C3H6(g)+9O2(g)?6CO2(g)+6H2O(g)k′
①實(shí)驗(yàn)測得丙烯的凈生成速率方程為v(C3H6)=k?p(C3H8)-k′?p(C3H6),試推測丙烯的濃度隨時(shí)間的變化,在圖中畫出變化趨勢圖
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。
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②關(guān)于上述反應(yīng),下列說法不正確的是
C
C
(填字母)。
A.將空氣經(jīng)堿液凈化處理后,按合適比例與C3H8混合,可作原料氣制丙烯
B.提高原料氣中O2的體積分?jǐn)?shù),能使反應(yīng)Ⅰ平衡右移,可能提高丙烯產(chǎn)率
C.實(shí)際生產(chǎn)過程中,應(yīng)該根據(jù)反應(yīng)達(dá)平衡后丙烯的體積分?jǐn)?shù)最大值確定反應(yīng)的溫度
(3)丙烷制丙烯還可以用CO2氧化脫氫,即在CO2氣氛下,進(jìn)行氧化脫氫制丙烯。該工藝可以有顯著的優(yōu)點(diǎn):一是有效消除催化劑表面的積炭,維持催化劑的活性;二是
CO2與H2反應(yīng),使H2濃度降低,使主反應(yīng)平衡右移,增大丙烯產(chǎn)率
CO2與H2反應(yīng),使H2濃度降低,使主反應(yīng)平衡右移,增大丙烯產(chǎn)率
。

【答案】+123;溫度升高,利于碳碳鍵的斷裂,有利于乙烯的生成;>;0.03;650℃;菁優(yōu)網(wǎng);C;CO2與H2反應(yīng),使H2濃度降低,使主反應(yīng)平衡右移,增大丙烯產(chǎn)率
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:38引用:1難度:0.5
相似題
  • 1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下:
    Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應(yīng))
    Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應(yīng))
    (1)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步:
    i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應(yīng)速率較快)
    ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應(yīng)速率較慢)
    ①ΔH1=
     
    kJ?mol-1
    ②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對(duì)反應(yīng)I速率影響更大,其原因是
     
    。
    (2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對(duì)相關(guān)量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應(yīng)選擇800℃的原因是
     
    。
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    (3)在800℃時(shí),
    n
    C
    O
    2
    n
    C
    2
    H
    6
    =
    1
    3
    ,充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應(yīng),初始?jí)簭?qiáng)為P,一段時(shí)間達(dá)到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。計(jì)算結(jié)果用最簡分式表示)。
    (4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應(yīng):2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時(shí),向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過程中CH4的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示。實(shí)驗(yàn)測得v=kc2(CH4),v=kc(C2H4)?c2(H2),k、k為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時(shí)
    k
    k
     
    (用含有m的代數(shù)式表示)。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (5)我國科學(xué)家使用電化學(xué)的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
    ①M(fèi)是電源的
     
    極。
    ②陽極電極反應(yīng)式是
     
    。

    發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6
  • 2.一定條件下,可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計(jì)算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計(jì)算平衡常數(shù)更方便.下列說法不正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2,兩個(gè)競爭反應(yīng)化學(xué)方程式如下:
    Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
    Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
    現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應(yīng),相同時(shí)間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
    已知:有效轉(zhuǎn)化率=
    制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量
    原料總的轉(zhuǎn)化量
    ×100%
    下列說法不正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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