丙烯广泛用以生产多种重要有机化工原料、生成合成树脂、合成橡胶及多种精细化学品等。
反应Ⅰ.甲醇醚化反应(DME)2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH1
反应Ⅱ.含氧化合物制丙烯(OTP)CH3OH(g)+CH3OCH3(g)⇌CH2=CHCH3(g)+2H2O(g)ΔH2
反应Ⅲ.3CH3OH(g)⇌CH2=CHCH3(g)+3H2O(g)ΔH3
回答下面问题:
(1)已知:CH3OH(g)、CH3OCH3(g)的燃烧热分别是-761.5kJ/mol、-1455.2kJ/mol,且H2O(g)⇌H2O(l)ΔH=-44.0kJ/mol,则ΔH1=-23.8-23.8kJ/mol。
(2)选定催化剂后,测得平衡时的甲醇转化率与温度的关系如图所示。

经研究产物的经典色谱图发现该过程主要存在的副反应为2CH3OH(g)⇌CH2=CH2(g)+2H2O(g)ΔH<0,工业上生产二甲醚通常在270℃到300℃,高于330℃后,甲醇的转化率下降。根据化学平衡移动原理分析其原因可能是 反应Ⅰ为放热反应,升高温度,平衡左移,甲醇转化率下降反应Ⅰ为放热反应,升高温度,平衡左移,甲醇转化率下降;根据化学反应速率变化分析其原因可能是 升高温度,催化剂活性降低升高温度,催化剂活性降低。
(3)在恒容密闭容器中通入甲醇,初始压强为p0MPa,反应达到平衡时压强为p1MPa,则平衡体系中丙烯的体积分数为 p1-p0p1×100%p1-p0p1×100%(用含p0、p1的式子表示,下同)。若平衡时甲醇的转化率为50%,则反应Ⅰ的平衡常数Kx=(3.5p0-3p1)(3p1-2.5p0)p20(3.5p0-3p1)(3p1-2.5p0)p20。
(4)该过程也会有芳香烃等副产品,其中丙烯和芳香烃选择性与不同温度下反应Ⅰ进行程度的关系如图所示,要提高丙烯的选择性,可采取的措施是 升温升温,理由:由图可知,反应Ⅰ程度小时,丙烯的选择性高。反应Ⅰ为放热反应,升高温度,平衡左移,反应程度减小由图可知,反应Ⅰ程度小时,丙烯的选择性高。反应Ⅰ为放热反应,升高温度,平衡左移,反应程度减小。

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【答案】-23.8;反应Ⅰ为放热反应,升高温度,平衡左移,甲醇转化率下降;升高温度,催化剂活性降低;×100%;;升温;由图可知,反应Ⅰ程度小时,丙烯的选择性高。反应Ⅰ为放热反应,升高温度,平衡左移,反应程度减小
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【解答】
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发布:2024/4/28 8:51:19组卷:30引用:1难度:0.5
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