方法一:丙烷在催化剂作用下直接脱氢法制丙烯
已知:主反应 Ⅰ:C3H8(g) C3H6(g)+H2(g)ΔH1>0
副反应 Ⅱ:C3H8(g) C2H4(g)+CH4(g)
(1)反应Ⅰ自发进行的条件
(2)一定温度下,向1L恒容密闭容器中通入0.6mol C3H8,压强为0.75MPa,反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数×总压)为:p(C3H8)=0.5MPa、p(CH4)=0.075MPa,则该温度下,用物质的量浓度表示反应Ⅰ的平衡常数Kc的数值为
(3)下列说法正确的是___________
A.通过充入惰性气体增大压强,不改变反应Ⅰ的反应速率 |
B.恒温恒压条件下,ΔH1保持不变,说明反应Ⅰ达到平衡状态 |
C.若只发生反应Ⅰ,恒压条件下,向原料气中掺入水蒸气,可增大反应的平衡常数,提高丙烯的产率 |
D.已知高温条件下,C-C键比C-H键更易断裂,则制备丙烯应选择较低温度下的高效催化剂 |
方法二:丙烷与二氧化碳耦合法制丙烯
(4)以In/Zn作为催化剂,丙烷与二氧化碳可通过耦合法制丙烯,主要发生如下反应:
Ⅰ:C3H8(g) C3H6(g)+H2(g)
Ⅱ:C3H8(g) C2H4(g)+CH4(g)
Ⅲ:CO2(g)+9H2(g) C3H6(g)+6H2O(g)
Ⅳ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
在580℃时,将C3H8和CO2按体积比1:1充入一恒压密闭容器中进行反应,实验测得体系中C3H8(g)、CO2(g)的转化率和C3H6(g)的选择性随催化剂组成变化如图甲,体系中C3H8(g)、CO2(g)的平衡转化率和C3H6(g)的平衡产率随压强变化如图乙。
已知:C3H6(g)的选择性越高,副产物的含量越低。
耦合法制丙烯适宜选择的生产条件为
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y = sin x, x∈R, y∈[–1,1],周期为2π,函数图像以 x = (π/2) + kπ 为对称轴
y = arcsin x, x∈[–1,1], y∈[–π/2,π/2]
sin x = 0 ←→ arcsin x = 0
sin x = 1/2 ←→ arcsin x = π/6
sin x = √2/2 ←→ arcsin x = π/4
sin x = 1 ←→ arcsin x = π/2
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