Question

【題目】丙烯等不飽和烴在有機(jī)化工領(lǐng)域有重要的用途，工業(yè)上常采用“丙烷脫氫法”制取丙烯，反應(yīng)的原理為：C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) ΔH=+123kJ/mol

回答下列問題：

（1）在石油工業(yè)中可通過___工藝獲得丙烯等不飽和烴（填一種工藝的名稱）。

（2）已知：

化學(xué)鍵	C-H	C-C	C=C	H-H
鍵能（kJ/mol）	412	348	a	436

表中的a=___。

（3）工業(yè)上進(jìn)行該反應(yīng)時(shí)，常在丙烷中摻入稀有氣體作為稀釋劑，在體積可變的反應(yīng)容器中，維持恒溫，并使總壓強(qiáng)恒定為0.1MPa，摻入稀有氣體作為稀釋劑的優(yōu)點(diǎn)是___，試從平衡角度加以解釋___。

（4）在某密閉容器中充入適量的丙烷，測(cè)得丙烷的轉(zhuǎn)化率隨溫度和壓強(qiáng)變化如圖所示：

①壓強(qiáng)p1___p2（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②圖中A點(diǎn)平衡常數(shù)Kp=___（用平衡分壓代替平衡濃度，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

③B點(diǎn)若達(dá)到A點(diǎn)所示的平衡狀態(tài)則在建立平衡過程中v正___ v逆（填“＞”、“＜”或“＝”）。

④寫出一條提高丙烷平衡轉(zhuǎn)化率的措施___。

Answer 1

【答案】催化裂解（或催化裂化） 613 提高丙烷的轉(zhuǎn)化率 正反應(yīng)方向?yàn)闅怏w分子數(shù)增加的反應(yīng)，充入稀有氣體，增大反應(yīng)設(shè)備的體積，有利于平衡正向移動(dòng) ＜ 8.33×10-3MPa ＞ 升高溫度

【解析】

（1）石油工業(yè)上得到不飽和烴主要通過裂化或裂解。

（2）反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能，根據(jù)C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) ΔH=+123kJ/mol結(jié)合表中數(shù)據(jù)建立方程：8×412+2×348-6×412-a-348-436＝+123，解得a＝613。

（3）因?yàn)槭窃诤銐喝萜髦羞M(jìn)行，故充入稀有氣體后，會(huì)使反應(yīng)容器的體積增大，有利于平衡向著反應(yīng)前后氣體分子數(shù)增加的方向移動(dòng)，C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)，該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)，增大丙烷的轉(zhuǎn)化率。

（4）①C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)，該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)，壓強(qiáng)越大越有利于平衡逆向移動(dòng)，丙烷的平衡轉(zhuǎn)化率越小，故p1＜p2；

②A點(diǎn)轉(zhuǎn)化率是0.2，則

平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量為：（0.8n+ 0.2n+0.2n）＝1.2n，平衡時(shí)C3H8、C3H6、H2物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為：、、，所以。

③B點(diǎn)要想達(dá)到A點(diǎn)所示的平衡狀態(tài)，丙烷轉(zhuǎn)化率須升高，故反應(yīng)正向進(jìn)行，因此正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率。

④該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升溫有利于正向進(jìn)行，故升高溫度可以提高丙烷的平衡轉(zhuǎn)化率。