开发新型高效的乙烷脱氢制乙烯过程对于石油化工至关重要。回答下列问题:
(1)不同Zn含量PtSn催化剂催化乙烷脱氢反应C2H6(g)⇌CH2=CH2(g)+H2(g)△H=+136.9kJ•mol-1时,乙烷的转化效率随时间变化如图1所示。由图可知,催化活性最优的催化剂为PtSn/Mg(2-Zn)AlOPtSn/Mg(2-Zn)AlO。

(2)随着温度升高,乙烷脱氢反应容易造成催化剂表面积碳,影响催化剂的稳定性,脱氢时通常一起充入CO2,该工艺称为“乙烷二氧化碳氧化脱氢反应”,CO2发生的反应为:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H=+41.2kJ•mol-1、CO2(g)+C(s)⇌2CO(g)△H=+172.5kJ•mol-1.则CO2的作用为消耗H2促进乙烷脱氢反应正向进行消耗H2促进乙烷脱氢反应正向进行、消除催化剂表面积碳,提高催化剂的稳定性消除催化剂表面积碳,提高催化剂的稳定性。
(3)实验室模拟“乙烷二氧化碳氧化脱氢反应”,T℃时,将2.8mol C2H6与5.2mol CO2充入容积恒定为0.5L的恒温密闭容器中发生反应:C2H6(g)+CO2(g)⇌CH2=CH2(g)+CO(g)+H2O(g)△H=akJ•mol-1,平衡时,p(C2H6):p(CO2)=1:4。
①a=+178.1+178.1。
②T℃时,该反应的平衡常数K=6.256.25。
③若不考虑副反应,对于该反应体系,下列说法正确的是BDBD(填标号)。
A.三种生成物平衡分压比值保持不变时,反应达到平衡状态
B.降低C2H6与CO2用料比,C2H6的平衡转化率升高
C.在容器中加入CaO,可与H2O反应,提高CH2=CH2产率
D.反应开始后的一段时间内,适当缩小容器体积可提高单位时间内C2H6的转化率
(4)中国科学院科研团队,利用固体氧化物电解池(Solidoxideelectrolysiscell,SOEC),在SOEC阳极实现了高选择性乙烷电化学脱氢制乙烯。装置示意图如图2。
①b为电源的负负极。
②阳极电极反应为C2H6-2e-+O2-═C2H4+H2OC2H6-2e-+O2-═C2H4+H2O。
【答案】PtSn/Mg(2-Zn)AlO;消耗H2促进乙烷脱氢反应正向进行;消除催化剂表面积碳,提高催化剂的稳定性;+178.1;6.25;BD;负;C2H6-2e-+O2-═C2H4+H2O
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:13引用:1难度:0.6
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