10.乙苯催化脱氢制苯乙烯反应如图1:
(1)已知:
化学键C-HC-CC═CH-H
键能/kJ•mol-1X348612436
反应的△H=+124kJ•mol-1,X=412kJ•mol-1
(2)维持体系总压强p恒定,在温度T时,物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应.已知乙苯的平衡转化率为α,则在该温度下反应的平衡常数K=$\frac{α{\;}^{2}}{(1-α{\;}^{2})}p$(用α等符号表示),在平衡体系中充入氖气反应速率将减小(填“增大”“减小”“不变”).
(3)工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1:9),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应.在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如图1:
①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实正反应为气体分子数增大的反应,保持压强不变,加入水蒸气,容器体积应增大,等效为降低压强,平衡向正反应方向移动.
②控制反应温度为600℃的理由是600℃时乙苯的转化率与苯乙烯的选择性均较高,温度过低,反应速率较慢,转化率较低,温度过高,选择性下降,高温下可能失催化剂失去活性,且消耗能量较大.
(4)某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺--乙苯-二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯.保持常压和原料气比例不变,与掺水蒸汽工艺相比,在相同的生产效率下,可降低操作温度;该工艺中还能够发生反应:CO2+H2═CO+H2O,CO2+C═2CO.新工艺的特点有①②③④(填编号).
①CO2与H2反应,使乙苯脱氢反应的化学平衡右移
②不用高温水蒸气,可降低能量消耗
③有利于减少积炭
④有利于CO2资源利用
(5)产物中另一种物质常用做燃料电池的材料,若电解质为熔融碳酸盐,其负极电极反应式为H2-2e-+CO32-=H2O+CO2↑.
 0  159356  159364  159370  159374  159380  159382  159386  159392  159394  159400  159406  159410  159412  159416  159422  159424  159430  159434  159436  159440  159442  159446  159448  159450  159451  159452  159454  159455  159456  159458  159460  159464  159466  159470  159472  159476  159482  159484  159490  159494  159496  159500  159506  159512  159514  159520  159524  159526  159532  159536  159542  159550  203614 

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