乙烯是一种重要的化工原料,可由乙*为原料制取,回答下列问题。(1)传统的热裂解法和现代的氧化裂解法的热化学方程...
- 习题库
- 关注:9.11K次
问题详情:
乙烯是一种重要的化工原料,可由乙*为原料制取,回答下列问题。
(1)传统的热裂解法和现代的氧化裂解法的热化学方程式如下:
①C2H6(g)=C2H4(g) +H2(g) ΔH1=+136 kJ/mol
②C2H6(g)+ O2(g)= C2H4(g)+H2O(g) ΔH2=-110 kJ/mol
已知反应相关的部分化学键键能数据如下:
化学键 | H-H(g) | H-O(g) | O=O(g) |
键能( kJ/mol) | 436 | X | 496 |
由此计算x=_________,通过比较△H1和△H2,说明和热裂解法相比,氧化裂解法的优点是_______________________________(任写一点)。
(2)乙*的氧化裂解反应产物中除了C2H4外,还存在CH4、CO、CO2等副产物(副反应均为放热反应),图1为温度对乙*氧化裂解反应*能的影响。乙*的转化率随温度的升高而升高的原因是______,反应的最佳温度为____________(填选项序号)。
A.700℃ B.750℃ C.850℃ D.900℃
【乙烯选择*=;乙烯收率=乙*转化率×乙烯选择*】
(3)烃类氧化反应中,氧气含量低会导致反应产生积炭,堵塞反应管。图2为n(C2H6)/n(O2)的值对乙*氧化裂解反应*能的影响。判断乙*氧化裂解过程中n(C2H6)/n(O2)的最佳值是_______________,判断的理由是__________________________________。
(4)工业上,保持体系总压恒定为100kPa的条件下进行该反应,通常在乙*和氧气的混合气体中掺混惰*气体(惰*气体的体积分数为70%),掺混惰*气体的目的是___________________________。
反应达平衡时,各组分的体积分数如下表:
C2H6 | O2 | C2H4 | H2O | 其他物质 |
2.4% | 1.0% | 12% | 15% | 69.6% |
计算该温度下的平衡常数Kp=_________(用平衡分压代替平衡浓度,平衡分压=总压×体积分数)
【回答】
465 氧化裂解反应是放热反应,节约能源;氧化裂解反应热力学趋势上大 温度升高,反应速率加快,转化率升高 C 2 比值小于2时,乙烯的收率降低;比值大于2时,乙烯的收率并未增加且产生更多的积炭,堵塞反应管 正反应是气体分子数增多的反应,恒压充入惰*气体相当于扩大容器体积,降低分压,有利于平衡正向移动 KP = 75
【解析】(1)②-①:O2(g)+ H2(g) = H2O(g) ΔH=-246 kJ/mol,H-H(g)= 436 kJ/mol, H-O(g)= X
O=O(g)= 496 kJ/mol由此计算x= 465 kJ/mol,
通过比较△H1和△H2,说明和热裂解法相比,氧化裂解法的优点是氧化裂解反应是放热反应,节约能源;氧化裂解反应热力学趋势上大。
(2)乙*的氧化裂解反应产物中除了C2H4外,还存在CH4、CO、CO2等副产物,因为副反应均为放热反应升高温度,不利于副产物的生成;因为乙烯选择*=,所以由图知温度升高,反应速率加快,转化率升高为;由图观察温度在850℃和900℃之间,乙*的转化率都比较大,乙烯收率较高和乙烯选择*较,所以,选择850℃较好,*:温度升高,反应速率加快,转化率升高 C。
(3)由图2观察知n(C2H6)/n(O2)<2时,乙烯的收率降低;比值大于2时,乙烯的收率并未增加且产生更多的积炭,堵塞反应管,所以当n(C2H6)/n(O2)=2时最佳值。*2 比值小于2时,乙烯的收率降低;比值大于2时,乙烯的收率并未增加且产生更多的积炭,堵塞反应管。
(4)由C2H6(g)+ O2(g)= C2H4(g)+H2O(g) ΔH2=-110 kJ/mol,知正反应是气体分子数增多的反应,工业上,保持体系总压恒定为100kPa的条件下进行该反应,如果在乙*和氧气的混合气体中掺混惰*气体相当于扩大容器体积,降低分压,有利于平衡正向移动,提高反应物的转化率。
因为总压恒定为100kPa,
C2H6(g) +O2(g) = C2H4(g)+ H2O(g)
平衡量2.4% 1.0% 12% 15%kPa
该温度下的平衡常数就是反应达到平衡时Kp=生成物浓度幂次方的乘积比反应物浓度幂次方的乘积,所以Kp= =75
*:正反应是气体分子数增多的反应,恒压充入惰*气体相当于扩大容器体积,降低分压,有利于平衡正向移动,75
知识点:化学反应原理综合考查
题型:填空题
- 文章版权属于文章作者所有,转载请注明 https://zhongwengu.com/exercises/pg62kw.html