项目9 丙烯腈生产条件选择-基于真实情境的项目式化学教学（化学实验项目）

8 4Na2SO3======3Na2SO4+ Na2S （2）取 B温度下的固体产物少许加入试管中，加水溶解，向溶液中加入足量盐 酸有臭鸡蛋气味的气体产生，再加 BaCl2溶液有白色沉淀生成，则证明产物为 Na2SO4和 Na2S 项目 9 丙烯腈生产条件选择 【学习理解】 1.（1） pK p 2 2 -1    或 V nKc ）（ 2 2 -1    （2）①正反应方向气体分子数增加，加入水蒸气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 （3）①②③④ 【应用实践】 2.（1）+123 小于 AD （2）氢气是产物之一，随着 n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大 （3）升高温度有利于反应向吸热方向进行 温度升高反应速率加快 丁烯 高温裂解生成短链烃类 【迁移创新】 3.（1）C （2）温度升高，加快反应速率，温度升高使平衡正移的作用大于压强增大使平 衡逆移的作用 （3）①1.951 ②催化剂降低了 C10H12→C10H8的活化能，反应生成的 C10H12 快速转化为 C10H8 ③作图： （4）Fe2O3 + 6e- + 3H2O ====2Fe + -6OH >600 ℃ 丙烯腈生产条件选择 顶自⑨ 项目梳理 0 △H-T△S 热力学 温度 时 平衡常数 中 度 浓度（气体压强） 平衡转化率 反 温度 ◆浓度（气体压强） 率 催化剂啤催化机理◆速率方程 活化能 调控主、副反应 催化剂活性 项目检测 【学习理解】 1.乙苯催化脱氢制苯乙烯的反应如下： CH,CH(g)催化剂 CH=CH2 (g)+H2 (g) (1)维持体系总压p恒定，在温度T时，物质的量为、体积为的乙苯 蒸气发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为αa,则在该温度下反应的 平衡常数K= (用a等符号表示)。 (2)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)，控制反应温度为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H,以外的产物中苯乙烯的物质的量分数）示意图 如图1所示。 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 139 化 基于真实情境的项目式教学 Chemical 100 苯乙烯 80 60 乙苯 40 20 0 300 400 500600 700 800 温度/℃ 图1 (3)某研究机构用C0,代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺一乙苯 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，与掺水蒸气 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+H2一C0+HO,CO2+C=2C0。新工艺的特点有 (填序号)。 ①CO2与H,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资源的利用 【应用实践】 2.丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列 问题： (1)正丁烷(CH。)脱氢制1-丁烯（CH)的热化学方程式如下： ①CHo（g)—CH(g)+H2(g)△H 已知：②CH（g)+20,(g)一C,H（g)+H,0(g） △H2=-119kJ·mol 140 丙烯通生产条件选择，D①⑨ ③H(g)+_2^02(g)—H0(g)-ΔH_3--242J·m 反应①的ΔH_l为____kJ·molΓ'。图（a）是反应①平衡转化率与反 应温度及压强的关系图，x__—（填“大于”或“小于”）0.1；欲使丁 烯的平衡产率提高，应采取的措施是___（填字母）。 A.升高温度B.降低温度C.增大压强D.降低压强 （2）丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢 气的作用是活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b）为 丁烯产率与进料气中n（氢气）/n（丁烷）的关系。图中曲线呈现先升高后 降低的变化趋势，其降低的原因是_______。 （3）图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂 解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原 因可能是_________、__； 590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是__ ____________ 45____4s 兰60丁烯⋮∨ 搞40 斗20．10[ 3004005006007001234-5-6420460500540580620 温度/℃n（氢气）n（丁烷）反应温度/℃ 图(a）图（b）图（e） 图2 化 基于真实情境的项目式教学 Chemica