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28.乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:

(1)已知:

计算上述反应的△H=________ kJ·mol-1

(2)维持体系总压强p恒定,在温度T时,物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α,则在该温度下反应的平衡常数K=____________ (用α等符号表示)。

(3)工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1︰9),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下:

①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实___________。

②控制反应温度为600℃的理由是____________。

(4)某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺——乙苯-二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变,与掺水蒸汽工艺相比,在相同的生产效率下,可降低操作温度;该工艺中还能够发生反应:CO2+H2=CO+H2O,CO2+C=2CO。新工艺的特点有_________(填编号)。

① CO2与H2反应,使乙苯脱氢反应的化学平衡右移

② 不用高温水蒸气,可降低能量消耗

③ 有利于减少积炭

④ 有利于CO2资源利用

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试题答案

(1)124 ; (2)

(3) ① 正反应方向气体分子数增加,加入水蒸气起稀释,相当于起减压的效果

②600℃时,乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低,反应速率慢,转化率低;温度过高,选择性下降。高温还可能使催化剂失活,且能耗大

(4) ①②③④

性下降。高温还可能使催化剂失活,且能耗大。(4) ①乙苯催化脱氢制苯乙烯反应为可逆反应,CO2与H2

反应,可使生成物浓度减小,化学平衡右移;②不用高温水蒸气,必然降低能耗;③由于发生反应

CO2+C=2CO,可减少积炭;④CO2得到有效利用,可减少CO2排放并作为资源得到利用。故选择①②③④。

试题解析

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