Question

丙烯等不饱和烃在有机化工领域有重要的用途，工业上常采用“丙烷脱氢法”制取丙烯，反应的原理为：C₃H₈(g)C₃H₆(g)+H₂(g)    ΔH=+123kJ/mol

回答下列问题：

（1）在石油工业中可通过___工艺获得丙烯等不饱和烃（填一种工艺的名称）。

（2）已知：

化学键	C-H	C-C	C=C	H-H
键能（kJ/mol）	412	348	a	436

表中的a=___。

（3）工业上进行该反应时，常在丙烷中掺入稀有气体作为稀释剂，在体积可变的反应容器中，维持恒温，并使总压强恒定为0.1MPa，掺入稀有气体作为稀释剂的优点是___，试从平衡角度加以解释___。

（4）在某密闭容器中充入适量的丙烷，测得丙烷的转化率随温度和压强变化如图所示：

①压强p₁___p₂（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②图中A点平衡常数K_p=___（用平衡分压代替平衡浓度，分压＝总压×物质的量分数，结果保留三位有效数字）。

③B点若达到A点所示的平衡状态则在建立平衡过程中v_正___ v_逆（填“＞”、“＜”或“＝”）。

④写出一条提高丙烷平衡转化率的措施___。

Answer

催化裂解（或催化裂化） 613 提高丙烷的转化率 正反应方向为气体分子数增加的反应，充入稀有气体，增大反应设备的体积，有利于平衡正向移动 ＜ 8.33×10-3MPa ＞ 升高温度

【解析】

（1）石油工业上得到不饱和烃主要通过裂化或裂解。

（2）反应热=反应物的总键能-生成物的总键能，根据C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) ΔH=+123kJ/mol结合表中数据建立方程：8×412+2×348-6×412-a-348-436＝+123，解得a＝613。

（3）因为是在恒压容器中进行，故充入稀有气体后，会使反应容器的体积增大，有利于平衡向着反应前后气体分子数增加的方向移动，C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)，该反应是反应前后气体分子数增加的反应，增大丙烷的转化率。

（4）①C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)，该反应是反应前后气体分子数增加的反应，压强越大越有利于平衡逆向移动，丙烷的平衡转化率越小，故p1＜p2；

②A点转化率是0.2，则

平衡时气体的总物质的量为：（0.8n+ 0.2n+0.2n）＝1.2n，平衡时C3H8、C3H6、H2物质的量分数分别为：、、，所以。

③B点要想达到A点所示的平衡状态，丙烷转化率须升高，故反应正向进行，因此正反应速率大于逆反应速率。

④该反应是吸热反应，升温有利于正向进行，故升高温度可以提高丙烷的平衡转化率。