题目内容

醋酸乙烯酯是合成维尼纶的重要单体，某化工厂利用下列反应原理生产醋酸乙烯酯：
2CH2=CH2+O2
催化剂
2CH3CHO     …①
2CH3CHO+O2
催化剂
2CH3COOH      …②
2CH2=CH2+O2+2CH3COOH
催化剂
2CH3COOCH=CH2…③
由于副反应的发生，反应①中乙烯的利用率为75%，反应②中乙醛的利用率为80%，反应③中乙酸与乙烯的利用率均为75%．
（1）为使醋酸乙烯酯获得最大产量，乙烯先后两次的投料比为
5：3
5：3
；
（2）以2.8×106kg乙烯为原料，最多可制得醋酸乙烯酯
2.42×106
2.42×106
kg；
（3）若各步副反应中反应物物质的量之比均与主反应相同，以乙烯和空气为原料，生产醋酸乙烯酯．计算：通入的空气（O2的体积分数为
1
5
）与乙烯的体积比的最小值．
分析：（1）设乙烯的总量为1mol，反应①消耗的乙烯为xmol，则反应②生成乙酸为0.75x×0.8=0.6x，根据反应比例关系列方程解答；
（2）计算乙烯的总物质的量，根据前后乙烯的投料比计算反应②中乙烯的物质的量，结合利用率与方程式计算CH3COOCH=CH2的物质的量，在根据m=nM计算；
（3）设反应①中投入乙烯为5a，则反应③中投入乙烯为3a，根据转化率可知生成的生成乙醛0.75×5a=3.75a，根据方程式计算各步消耗的氧气，进而计算消耗的总氧气，计算通入的空气的体积，据此解答．
解答：解：（1）设乙烯的总量为1mol，反应①消耗的乙烯为xmol，则反应②生成乙酸为0.75x×0.8=0.6x，
故（1-x）：0.6x=1：1，解得x=
5
8
，
故乙烯先后两次的投料比为x：（1-x）=
5
8
：
3
8
=5：3
故答案为：5：3
（2）n（CH2=CH2）=
2.8×109
28g/mol
=1×108mol，故m（CH3COOCH=CH2）=
3
8
×1×108mol×75%×86g/mol=2.42×109g=2.42×106kg，
故答案为：2.42×106kg；
（3）设反应①中投入乙烯为5a，则反应③中投入乙烯为3a
反应①中最少消耗氧气2.5a，生成乙醛0.75×5a=3.75a
反应②中最少消耗氧气
1
2
×3.75a=1.875a
反应③中最少消耗氧气1.5a
即最少共消耗氧气：5.875a，相当于5.875a×5=29.375a
通入的空气与乙烯的体积比的最小值为29.375a：8a=3.68  
答：通入的空气与乙烯的体积比的最小值为3.68．
点评：本题考查根据方程式计算、混合物的有关计算，难度较大，注意理解原料利用率是解题的关键．
练习册系列答案
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扬子石化是江苏石化的龙头企业，其产品醋酸乙烯酯是合成维尼纶的重要单体．

生产醋酸乙烯酯反应原理如下：

2CH2＝CH2＋O22CH3CHO……………………………①

2CH3CHO＋O22CH3COOH…………………………②

2CH2＝CH2＋2CH3COOH＋O22CH3COOCH＝CH2＋2H2O…………③

由于副反应的，发生反应①中乙烯的利用率为75％，反应②中乙醛的利用率为80％，反应③中乙酸和乙烯的利用率均为75％

(1)

为使醋酸乙烯酯获得最大产量，投入反应①和反应③的乙烯的质量比为________

(2)

以2.8×104 kg乙烯为原料最多可制得醋酸乙烯酯多少千克？(写出计算过程)

(3)

若①～③步副反应中反应物物质的量之比均与各步主反应相同．假设空气中O2的体积分数为1/5，若以乙烯和空气为原料生产醋酸乙烯酯，则通入的空气与乙烯的体积比至少为多少？(写出计算过程)

乙烯是石油化工的重要原料，它主要通过石油产品裂解获得。

（1）石油产品裂解所得裂解气的平均组成可表示为CnHm（m>2n），经测定某裂解气中各气体的体积分数分别为：甲烷―4%、乙烯―50%、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50 mol乙烯，x mol丁二烯和y mol氢气。则x+y=       ， n / m =        （请用含x的式子表示）。

（2）某化工厂每天由石油产品裂解得到乙烯56 t。再以乙烯为主要原料生产醋酸乙烯酯，醋酸乙烯酯是合成维尼纶的重要单体。生产原理如下：

反应①中乙烯的利用率为80%，反应②中乙醛的利用率为83.33%，反应③中乙酸与乙烯的利用率均为85%。则该厂每天最多可制得醋酸乙烯酯多少吨？
石油化工是江苏省的支柱产业之一，醋酸乙烯酯是合成维尼纶的重要单体。某化工厂利用下列反应原理生产醋酸乙烯酯：

2CH2=CH2+O22CH3CHO                                                            ①

2CH3CHO+O22CH3COOH                                                            ②      

2CH2=CH2+2CH3COOH+O22CH3COOCH=CH2+2H2O                       ③

由于副反应的发生，反应①中乙烯的利用率为75%，反应②中乙醛的利用率为80%，反应③中乙酸和乙烯的利用率均为75%。

(1)为使乙酸乙烯酯获得最大产量，乙烯先后两次的投料比为多少？

(2)以2.8×104 kg乙烯为原料最多可制得醋酸乙烯酯多少千克？

(3)假设各步副反应中反应物物质的量之比均与主反应相同，以乙烯和空气为原料生产醋酸乙烯酯，通入的空气(O2的体积分数为空气1/5)与乙烯的体积比至少为多少？

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