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。
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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