13.探究甲醇對(duì)丙烷制丙烯的影響。丙烷制烯烴過程主要發(fā)生的反應(yīng)有
?。瓹
3H
8(g)=C
3H
6(g)+H
2(g)ΔH
1=+124kJ?mol
-1ΔS
1=127J?K
-1?mol
-1K
p1ⅱ.C
3H
8(g)=C
2H
4(g)+CH
4(g)ΔH
2=+82kJ?mol
-1ΔS
2=135J?K
-1?mol
-1K
p2ⅲ.C
3H
8(g)+2H
2(g)=3CH
4(g)ΔH
3=-120kJ?mol
-1ΔS
3=27.5J?K
-1?mol
-1K
p3已知:K
p為用氣體分壓表示的平衡常數(shù),分壓=物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)×總壓。在0.1MPa、t℃下,丙烷單獨(dú)進(jìn)料時(shí),平衡體系中各組分的體積分?jǐn)?shù)φ見下表。
物質(zhì) |
丙烯 |
乙烯 |
甲烷 |
丙烷 |
氫氣 |
體積分?jǐn)?shù)(%) |
21 |
23.7 |
55.2 |
0.1 |
0 |
(1)比較反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行(ΔG=ΔH-TΔS<0)的最低溫度,反應(yīng)ⅰ
反應(yīng)ⅱ(填“>”或“<”)。
(2)①在該溫度下,K
p2遠(yuǎn)大于K
p1,但φ(C
3H
6)和φ(C
2H
4)相差不大,說明反應(yīng)ⅲ的正向進(jìn)行有利于反應(yīng)ⅰ的
反應(yīng)和反應(yīng)ⅱ的
反應(yīng)(填“正向”或“逆向”)。
②從初始投料到達(dá)到平衡,反應(yīng)ⅰ、ⅱ、ⅲ的丙烷消耗的平均速率從大到小的順序?yàn)椋?!--BA-->
。
③平衡體系中檢測(cè)不到H
2,可認(rèn)為存在反應(yīng):3C
3H
8(g)=2C
3H
6(g)+3CH
4(g)K
p,下列相關(guān)說法正確的是
(填標(biāo)號(hào))。
a.K
p=
?K
p3b.K
p=
c.使用催化劑,可提高丙烯的平衡產(chǎn)率
d.平衡后再通入少量丙烷,可提高丙烯的體積分?jǐn)?shù)
④由表中數(shù)據(jù)推算:丙烯選擇性=
×100%=
(列出計(jì)算式)。
(3)丙烷甲醇共進(jìn)料時(shí),還發(fā)生反應(yīng):
ⅳ.CH
3OH(g)═CO(g)+2H
2(g)ΔH
4=+91kJ?mol
-1在0.1MPa、t℃下,平衡體系中各組分體積分?jǐn)?shù)與進(jìn)料比的關(guān)系如圖所示。
①進(jìn)料比n(丙烷):n(甲醇)=1時(shí),體系總反應(yīng):C
3H
8(g)+CH
3OH(g)═CO(g)+3CH
4(g)ΔH=
kJ?mol
-1。
②隨著甲醇投料增加,平衡體系中丙烯的體積分?jǐn)?shù)降低的原因是
。