题目内容

1,3―丙二醇是重要的化工原料，用乙烯合成1,3―丙二醇的路线如下：

CH2=CH2 HOCH2CH2CHOHOCH2CH2CH2OH

⑴通过反应①用乙烯和空气混合气体制备，测得反应前和某一时刻气体的体积分数如下表。

C2H4

O2

N2

反应前体积分数

25.0%

15.0%

60.0%

0

某一时刻体积分数

5.56%

5.54%

66.7%

22.2%

计算此时乙烯的转化率。

⑵某化工厂已购得乙烯14t，考虑到原料的充分利用，反应②、③所需的CO和H2可由以下两个反应获得：

C+H2OCO+H2     CH4+H2OCO+3H2

假设在生产过程中，反应②中CO和H2、反应③中H2均过量20%，且反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%。

计算至少需要焦炭、甲烷各多少吨，才能满足生产需要？

（1）80%（2）焦炭3.6t，甲烷4.8t。


解析:

⑴设反应前气体共有100L

则反应前V(C2H4)=100L×25.0%=25L，V(N2)=100L×60.0%=60L

因为N2的体积不发生变化，则此时气体的体积为60L÷66.7%=90L

V(C2H4)=90L×5.56%=5.00L

则此时乙烯的转化率=×100%=80.0%                                   

也可以这样求乙烯转化率：

⑵反应②中  C2H4    ~    CO    ~    H2     ~    HOCH2CH2CHO

                 28           28         2               74

                 14t      m(CO)×   m(H2)×      m(HOCH2CH2CHO)

则m(CO)=16.8 t    m(H2)=1.2t    m(HOCH2CH2CHO) =37 t

反应③中  HOCH2CH2CHO     ～     H2

                 74                     2

                 37t                  m(H2)×

则m(H2)=1.2t   

反应②、③中共需CO16.8 t、H22.4t。                                           

C + H2OCO + H2        CH4 + H2OCO + 3H2

12           28   2         16            28    6

m(C)                      m(CH4)

得方程组=16.8 t   和   =2.4t

解得m(C)=3.6t      m(CH4)=4.8t                                     

练习册系列答案
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（12分）利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2，再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径。回答下列问题：

（1）甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为：CH4＋H2O＝CO＋3H2。部分物质的燃烧热数据如下表：

物  质

燃烧热（kJ·mol－1）

H2(g)

－285.8

CO(g)

－283.0

CH4(g)

－890.3

已知1 mol H2O(g)转变为1 mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和水蒸气在高温下反应的热化学方程式                                                   。

（2）500℃、50MPa时，在容积为V L的容器中加入1 molN2、3 mol H2，，此时N2的转化率为a。则平衡时NH3的浓度为                       。

（3）1,3―丙二醇是重要的化工原料，用乙烯合成1,3―丙二醇的路线如下：

某化工厂已购得乙烯11.2 t，考虑到原料的充分利用，反应②、③所需的CO和H2可由以下两个反应获得：

C+H2OCO+H2     CH4+H2OCO+3H2

假设在生产过程中，反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%。且反应②中CO和H2、反应③中H2的转化率都为80%，计算至少需要焦炭           吨、甲烷          吨，

才能满足生产需要。

 

（12分）利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2，再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径。回答下列问题：
（1）甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为：CH4＋H2O＝CO＋3H2。部分物质的燃烧热数据如下表：

物 质
燃烧热（kJ·mol－1）
H2(g)
－285.8
CO(g)
－283.0
CH4(g)
－890.3
已知1 mol H2O(g)转变为1 mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和水蒸气在高温下反应的热化学方程式                                                   。
（2）500℃、50MPa时，在容积为V L的容器中加入1 mol N2、3 mol H2，，此时N2的转化率为a。则平衡时NH3的浓度为                       。
（3）1,3―丙二醇是重要的化工原料，用乙烯合成1,3―丙二醇的路线如下：

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C+H2OCO+H2     CH4+H2OCO+3H2
假设在生产过程中，反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%。且反应②中CO和H2、反应③中H2的转化率都为80%，计算至少需要焦炭           吨、甲烷          吨，
才能满足生产需要。

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H2(g)

－285.8

CO(g)

－283.0

CH4(g)

－890.3

已知1 mol H2O(g)转变为1 mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和水蒸气在高温下反应的热化学方程式                                                    。

（2）500℃、50MPa时，在容积为V L的容器中加入1 mol N2、3 mol H2，，此时N2的转化率为a。则平衡时NH3的浓度为                        。

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某化工厂已购得乙烯11.2 t，考虑到原料的充分利用，反应②、③所需的CO和H2可由以下两个反应获得：

C+H2OCO+H2     CH4+H2OCO+3H2

假设在生产过程中，反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%。且反应②中CO和H2、反应③中H2的转化率都为80%，计算至少需要焦炭            吨、甲烷           吨，

才能满足生产需要。

 
利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2，再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径。回答下列问题：
（1）甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为：CH4＋H2O＝CO＋3H2。部分物质的燃烧热数据如下表
已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0kJ热量。写出CH4和水蒸气在高温下反应的热化学方程式
_________________________。
（2）500℃、50MPa时，在容积为VL的容器中加入1mol N2、3mol H2，此时N2的转化率为a。则平衡时
NH3的浓度为______________。
（3）1,3―丙二醇是重要的化工原料，用乙烯合成1,3―丙二醇的路线如下
CH2=CH2HOCH2CH2CHOHOCH2CH2CH2OH
某化工厂已购得乙烯11.2t，考虑到原料的充分利用，反应②、③所需的CO和H2可由以下两个反应获得
假设在生产过程中，反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%。且反应②中CO和H2、反应③中H2的转化率都为80%，计算至少需要焦炭___________吨、甲烷_________吨，才能满足生产需要。

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