问题标题:
乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:(1)已知:化学键C-HC-CC=CH-H键能/kJ•molˉ1412348612436计算上述反应的△H=___.(2)维持体系总压强p恒定,在温度T时,物质的量为n
问题描述:
乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:
(1)已知:
键能/kJ•molˉ1 | 412 | 348 | 612 | 436 |
(2)维持体系总压强p恒定,在温度T时,物质的量为n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压强平衡常数Kp=___(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数).
(3)工业上,通常在乙苯蒸汽中掺混水蒸气(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掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实___.
②控制反应温度为600℃的理由是___.
(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;已知该工艺中还能够发生反应:CO2+H2═CO+H2O,CO2+C═2CO,据此可推知新工艺的特点有___(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有利用CO2资源利用.
陈福回答:
(1)反应热=反应物总键能-生成物总能键能,由有机物的结构可知,应是-CH2CH3中总键能与-CH=CH2、H2总键能之差,故△H=(5×412+348-3×412-612-436)kJ•mol-1=+124kJ•mol-1,
故答案为:+124kJ•mol-1;
(2)物质的量为n的乙苯蒸气发生催化脱氢反应,参加反应的乙苯为nαmol,则:
⇌+H2
开始(mol):n 0 0
转化(mol):nα nα nα
平衡(mol):n(1-α) nα nα
维持体系总压强p恒定,压强平衡常数Kp═P(苯乙酸)×P(H
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