题目内容
表一:原料、反应条件、平衡转化率、日产量
乙炔水化法 | 乙烯氧化法 | |
原料 | 乙炔、水 | 乙烯、空气 |
反应条件 | HgSO4、100~125℃ | PdCl2-CuCl2、100~125℃ |
平衡转化率 | 乙炔平衡转化率90%左右 | 乙烯平衡转化率80%左右 |
日产量 | 2.5吨(某设备条件下) | 3.6吨(相同设备条件下) |
原料生产工艺过程 | ||||||||
乙炔 | CaCO3
| |||||||
乙烯 | 来源于石油裂解气 |
(1)从两表中分析,现代工业上乙烯氧化法逐步取代乙炔水化法(从环境、原料来源、产率和产量、能耗等角度),分析可能的原因.
从表一看:
从表二看:
(2)若乙烯由石油裂化(裂化气混合气体的平均化学式CnHm、m>2n),进一步完全催化裂解而来,得到体积百分含量分别为:甲烷:5%、乙烯:40%、丙烯:10%、其余为丁二烯和氢气(气体体积均在同温同压下测定).若得到40mol乙烯,求:能够得到丁二烯和氢气的物质的量各为多少?
(2)石油裂化得到体积百分含量分别为:甲烷:5%、乙烯:40%、丙烯:10%、其余为丁二烯和氢气,利用原子守恒来计算.
从表二来看,乙炔的制取要经过多步反应制得,且消耗大量的热能、电能,较难获得;乙烯来源于石油裂解气,消耗的总能量比乙炔少,且较容易获得,
故答案为:乙炔水化法制乙醛使用的是汞盐催化剂,毒性大,且日产量高;乙炔的制取要经过多步反应制得,且消耗大量的热能、电能,较难获得;
(2)要得到40molC2H4,则会生成5molCH4、10molC3H6.设生成x mol丁二烯(C4H6)和y molH2,且需要催化裂解a mol的CnHm.
则根据碳原子守恒可知:an=5+30+80+4x=115+4x,
根据氢原子守恒可知:am=20+60+160+6x+2y=240+6x+2y
根据题意:x+y=100-55,
解得:x=
330n-115m |
4(m-n) |
215n |
4(m-n) |
295m-115n |
4(m-n) |
215n |
4(m-n) |
答:丁二烯和氢气的物质的量各为
330n-115m |
4(m-n) |
215n |
4(m-n) |
295m-115n |
4(m-n) |
215n |
4(m-n) |
表一 原料、反应条件、平衡转化率、日产量
物质 项目 | 乙炔水化法 | 乙烯氧化法 |
原料 | 乙炔、水 | 乙烯、空气 |
反应条件 | HgSO4、100— | PdCl2—CuCl2、100— |
平衡转化率 | 乙炔平衡转化率90%左右 | 乙烯平衡转化率80%左右 |
日产量 | 2.5 t(某设备条件下) | 3.6 t(相同设备条件下) |
表二 原料来源生产工艺
反应过程 原料 | 原料生产工艺过程 |
乙炔 | CaCO3 |
乙烯 | 来源于石油裂解气 |
根据上述两表,完成下列问题:
(1)写出下列化学方程式。
a.乙炔水化法制乙醛:__________________。
b.乙烯氧化法制乙醛:__________________。
(2)从两表中分析,现代工业上乙烯氧化法逐步取代乙炔水化法,可能的原因(从环境、原料来源、产率和产量、能耗等角度):_____________________________________________。
(3)从化学反应速率角度分析,在相同条件下,两种制取乙醛的方法哪种快?
(4)若将上述两种方法的反应条件,均增加“100 atm”,原料平衡转化率_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。而实际生产中不采用,理由是____________________________。
(5)若乙烯由石油裂化气(裂化气混合气体的平均分子式CnHm,m>2n),进一步完全催化裂解而来,得到体积分数分别为:甲烷,5%;乙烯,40%;丙烯,10%。其余为丁二烯和氢气(气体体积均在同温同压下测定)。若得到40 mol乙烯,求能够得到丁二烯和氢气各多少摩尔(用m、n代数式表示)。
(10分)工业上目前使用两种方法制取乙醛:(1)乙炔水化法;(2)乙烯氧化法。下列两表提供生产过程中原料、反应条件、原料平衡转化率、产量等有关的信息情况:
表一:原料、反应条件、平衡转化率、日产量
| 乙炔水化法 | 乙烯氧化法 |
原料 | 乙炔、水 | 乙烯、空气 |
反应条件 | HgSO4、100~125℃ | PdCl2-CuCl2、100~125℃ |
平衡转化率 | 乙炔平衡转化率90%左右 | 乙烯平衡转化率80%左右 |
日产量 | 2.5吨(某设备条件下) | 3.6吨(相同设备条件下) |
| 原料生产工艺过程 |
乙炔 | |
乙烯 | 来源于石油裂解气 |
(1)写出下列化学方程式:
a.乙炔水化法制乙醛__________________________________________________。
b.乙烯氧化法制乙醛______________________________________________。
(2)从两表中分析,现代工业上乙烯氧化法逐步取代乙炔水化法(从环境、原料来源、产率和产量、能耗等角度),分析可能的原因:________________________________。
(3)从化学反应速率角度分析,在相同条件下,两种制取乙醛的方法哪种快?
___________________________________________________________________。
(4)若将上述两种方法的反应条件,均增加“100atm”,原料平衡转化率_______(填增大、减小、不变);而实际生产中不采用的理由是_____________________________。
(5)若乙烯由石油裂化(裂化气混合气体的平均化学式CnHm、m>2n),进一步完全催化裂解而来,得到体积百分含量分别为:甲烷:5%、乙烯:40%、丙烯:10%、其余为丁二烯和氢气(气体体积均在同温同压下测定)。若得到40mol乙烯,求:能够得到丁二烯和氢气的物质的量各为多少?
(10分)工业上目前使用两种方法制取乙醛:(1)乙炔水化法;(2)乙烯氧化法。下列两表提供生产过程中原料、反应条件、原料平衡转化率、产量等有关的信息情况:
表一:原料、反应条件、平衡转化率、日产量
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乙炔水化法 |
乙烯氧化法 |
原料 |
乙炔、水 |
乙烯、空气 |
反应条件 |
HgSO4、100~125℃ |
PdCl2-CuCl2、100~125℃ |
平衡转化率 |
乙炔平衡转化率90%左右 |
乙烯平衡转化率80%左右 |
日产量 |
2.5吨(某设备条件下) |
3.6吨(相同设备条件下) |
表二:原料来源生产工艺
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原料生产工艺过程 |
乙炔 |
|
乙烯 |
来源于石油裂解气 |
根据上述两表,回答下列问题:
(1)写出下列化学方程式:
a.乙炔水化法制乙醛__________________________________________________。
b.乙烯氧化法制乙醛______________________________________________。
(2)从两表中分析,现代工业上乙烯氧化法逐步取代乙炔水化法(从环境、原料来源、产率和产量、能耗等角度),分析可能的原因:________________________________。
(3)从化学反应速率角度分析,在相同条件下,两种制取乙醛的方法哪种快?
___________________________________________________________________。
(4)若将上述两种方法的反应条件,均增加“100atm”,原料平衡转化率_______(填增大、减小、不变);而实际生产中不采用的理由是_____________________________。
(5)若乙烯由石油裂化(裂化气混合气体的平均化学式CnHm、m>2n),进一步完全催化裂解而来,得到体积百分含量分别为:甲烷:5%、乙烯:40%、丙烯:10%、其余为丁二烯和氢气(气体体积均在同温同压下测定)。若得到40mol乙烯,求:能够得到丁二烯和氢气的物质的量各为多少?