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【题目】丙烯等不饱和烃在有机化工领域有重要的用途,工业上常采用“丙烷脱氢法”制取丙烯,反应的原理为:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) ΔH=+123kJ/mol

回答下列问题:

1)在石油工业中可通过___工艺获得丙烯等不饱和烃(填一种工艺的名称)。

2)已知:

化学键

C-H

C-C

C=C

H-H

键能(kJ/mol

412

348

a

436

表中的a=___

3)工业上进行该反应时,常在丙烷中掺入稀有气体作为稀释剂,在体积可变的反应容器中,维持恒温,并使总压强恒定为0.1MPa,掺入稀有气体作为稀释剂的优点是___,试从平衡角度加以解释___

4)在某密闭容器中充入适量的丙烷,测得丙烷的转化率随温度和压强变化如图所示:

①压强p1___p2(填“>”、“<”或“=”)。

②图中A点平衡常数Kp=___(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数,结果保留三位有效数字)。

B点若达到A点所示的平衡状态则在建立平衡过程中v___ v(填“>”、“<”或“=”)。

④写出一条提高丙烷平衡转化率的措施___

【答案】催化裂解(或催化裂化) 613 提高丙烷的转化率 正反应方向为气体分子数增加的反应,充入稀有气体,增大反应设备的体积,有利于平衡正向移动 8.33×10-3MPa 升高温度

【解析】

1)石油工业上得到不饱和烃主要通过裂化或裂解。

2)反应热=反应物的总键能-生成物的总键能,根据C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) ΔH=+123kJ/mol结合表中数据建立方程:8×412+2×348-6×412-a-348-436=+123,解得a613

3)因为是在恒压容器中进行,故充入稀有气体后,会使反应容器的体积增大,有利于平衡向着反应前后气体分子数增加的方向移动,C3H8(g)C3H6(g)+H2(g),该反应是反应前后气体分子数增加的反应,增大丙烷的转化率。

4)①C3H8(g)C3H6(g)+H2(g),该反应是反应前后气体分子数增加的反应,压强越大越有利于平衡逆向移动,丙烷的平衡转化率越小,故p1p2

A点转化率是0.2,则

平衡时气体的总物质的量为:(0.8n+ 0.2n+0.2n)=1.2n,平衡时C3H8C3H6H2物质的量分数分别为:,所以

B点要想达到A点所示的平衡状态,丙烷转化率须升高,故反应正向进行,因此正反应速率大于逆反应速率。

④该反应是吸热反应,升温有利于正向进行,故升高温度可以提高丙烷的平衡转化率。

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