26.乙烷裂解制乙烯具有成本低。收率高、投資少、污染小等優(yōu)點。目前裂解方法有電催化、光催化裂解、直接裂解、氧氣或二氧化碳氧化乙烷裂解等?;卮鹣铝袉栴}:
(1)乙烷直接裂解時溫度、壓強及平衡轉化率的關系如圖所示:
①反應的ΔH
0,p
1
p
2(填“>”、“<”或“=”)。
②T℃時,將乙烷與氦氣的混合氣體(乙烷的物質(zhì)的量分數(shù)為m%)通入一密閉容器中發(fā)生反應:C
2H
6(g)?C
2H
4(g)+H
2(g)。平衡時容器內(nèi)壓強為pKPa,此時乙烷的平衡轉化率為α,則乙烯的平衡分壓為
KPa,反應的平衡常數(shù)K
p=
KPa(分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù),計算結果用m、α、p表達)。
(2)已知乙烷直接裂解、CO
2氧化裂解和O
2氧化裂解反應如下:
(Ⅰ)C
2H
6(g)?C
2H
4(g)+H
2(g) ΔH
1(Ⅱ)CO
2(g)+C
2H
6(g)?C
2H
4(g)+CO(g)+H
2O(g) ΔH
2(Ⅲ)2C
2H
6(g)+O
2(g)?2C
2H
4(g)+2H
2O(g) ΔH
3①上述反應體系在一定條件下建立平衡后,下列說法正確的有
。
A.在反應(Ⅰ)加入催化劑,可降低反應的焓變
B.恒壓摻入Ar能提高反應(Ⅱ)的平衡產(chǎn)率
C.降低溫度,反應(Ⅲ)的正反應速率降低、逆反應速率增大
D.增加乙烷的濃度,反應(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)的平衡均向右移動
②在800℃時發(fā)生反應(Ⅲ),乙烷的轉化率、乙烯的選擇性和收率隨投料比
的變化關系如圖所示,控制
=2,而不采用選擇性更高的
=3.5,除可防止積碳外,另一原因是
;
<2時,
越小,乙烷的轉化率越大,乙烯的選擇性和收率越小的原因是
。(收率=乙烷的轉化率×乙烯的選擇性)