Question

【題目】生產(chǎn)醫(yī)用防護(hù)口罩的原料聚丙烯纖維屬于有機(jī)高分子材料，其單體為丙烯。丙烯除了合成聚丙烯外，還廣泛用于制備1，2—二氯丙烷、丙烯醛、丙烯酸等。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

Ⅰ.工業(yè)上用丙烯加成法制備1，2—二氯丙烷，主要副產(chǎn)物為3—氯丙烯，反應(yīng)原理為：

①

②

（1）已知的活化能（逆）為，則該反應(yīng)的（正）活化能為_____。

（2）一定溫度下，向恒容密閉容器中充入等物質(zhì)的量的和，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)①②，容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如下表所示。

時(shí)間/min	0	60	120	180	240	300	360
壓強(qiáng)/kPa	80	74.2	69.4	65.2	61.6	57.6	57.6

用單位時(shí)間內(nèi)氣體分壓的變化來(lái)表示反應(yīng)速率，即，則反應(yīng)①前180min內(nèi)平均反應(yīng)速率____（保留小數(shù)點(diǎn)后2位）。

Ⅱ.丙烯的制備方法

方法一：丙烷無(wú)氧脫氫法制備丙烯反應(yīng)如下：

（3）①某溫度下，在剛性容器中充入，起始?jí)簭?qiáng)為10kPa，平衡時(shí)總壓為14kPa，的平衡轉(zhuǎn)化率為______。該反應(yīng)的平衡常數(shù)______kPa（保留小數(shù)點(diǎn)后2位）。

②總壓分別為100kPa、10kPa時(shí)發(fā)生該反應(yīng)，平衡體系中和的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化關(guān)系如圖所示：

10kPa時(shí)，和的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化關(guān)系的曲線分別是_____、______。

方法二：丙烷氧化脫氫法制備丙烯還生成、等副產(chǎn)物，制備丙烯的反應(yīng)如下：

。在催化劑作用下的轉(zhuǎn)化率和的產(chǎn)率隨溫度變化關(guān)系如圖所示。

（4）①圖中的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而上升的原因是_________。

②575℃時(shí)，的選擇性為___。（的選擇性=）

③基于上述研究結(jié)果，能提高選擇性的措施是______。

Answer 1

【答案】132 0.08 40% 2.67 Z Y 溫度升高，反應(yīng)速率增大（或溫度升高，催化劑的活性增大） 50% 選擇相對(duì)較低的溫度（或選擇更合適的催化劑）

【解析】

（1）反應(yīng)可由反應(yīng)①-②得到，故該反應(yīng)的==（-134+102）kJ/mol=-32 kJ/mol，所以（正）-（逆）=-32 kJ/mol，（正）=132 kJ/mol；

（2）由于反應(yīng)②前后系數(shù)之和相等，故壓強(qiáng)的變化均由反應(yīng)①造成，180min時(shí)壓強(qiáng)變化為80-65.2=14.8kPa，所以；

（3）①設(shè)丙烷壓強(qiáng)的變化為，同溫同容下壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，由題意可得

反應(yīng)后壓強(qiáng)為，解得，C3H8的轉(zhuǎn)化率為，；

②正反應(yīng)吸熱，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，C3H8的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小，C3H6的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大；根據(jù)方程式，該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，C3H8 和C3H6的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)都增大，因此表示10kPa時(shí)，C3H8的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化關(guān)系的曲線是Z，表示10kPa時(shí)C3H6的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化關(guān)系的曲線是Y；

（4）①溫度升高，反應(yīng)速率加快，同時(shí)溫度升高，催化劑的活性增大，因此C3H8的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而上升；

②由圖可知，575 ℃時(shí)， C3H8的轉(zhuǎn)化率為34% ，C3H6的產(chǎn)率為17%，即參加反應(yīng)的C3H8為34%，生成的C3H6為17% ，故C3H6的選擇性為；

③由圖可知.溫度低時(shí)C3H6的選擇性高，故能提高C3H6選擇性的措施是選擇相對(duì)較低的溫度，或者是尋找選擇性更高的催化劑；