Question

【題目】生產醫用防護口罩的原料聚丙烯纖維屬于有機高分子材料，其單體為丙烯。丙烯除了合成聚丙烯外，還廣泛用于制備1，2—二氯丙烷、丙烯醛、丙烯酸等。請回答下列問題：

Ⅰ.工業上用丙烯加成法制備1，2—二氯丙烷，主要副產物為3—氯丙烯，反應原理為：

①

②

（1）已知的活化能（逆）為，則該反應的（正）活化能為_____。

（2）一定溫度下，向恒容密閉容器中充入等物質的量的和，在催化劑作用下發生反應①②，容器內氣體的壓強隨時間的變化如下表所示。

時間/min	0	60	120	180	240	300	360
壓強/kPa	80	74.2	69.4	65.2	61.6	57.6	57.6

用單位時間內氣體分壓的變化來表示反應速率，即，則反應①前180min內平均反應速率____（保留小數點后2位）。

Ⅱ.丙烯的制備方法

方法一：丙烷無氧脫氫法制備丙烯反應如下：

（3）①某溫度下，在剛性容器中充入，起始壓強為10kPa，平衡時總壓為14kPa，的平衡轉化率為______。該反應的平衡常數______kPa（保留小數點后2位）。

②總壓分別為100kPa、10kPa時發生該反應，平衡體系中和的物質的量分數隨溫度變化關系如圖所示：

10kPa時，和的物質的量分數隨溫度變化關系的曲線分別是_____、______。

方法二：丙烷氧化脫氫法制備丙烯還生成、等副產物，制備丙烯的反應如下：

。在催化劑作用下的轉化率和的產率隨溫度變化關系如圖所示。

（4）①圖中的轉化率隨溫度升高而上升的原因是_________。

②575℃時，的選擇性為___。（的選擇性=）

③基于上述研究結果，能提高選擇性的措施是______。

Answer 1

【答案】132 0.08 40% 2.67 Z Y 溫度升高，反應速率增大（或溫度升高，催化劑的活性增大） 50% 選擇相對較低的溫度（或選擇更合適的催化劑）

【解析】

（1）反應可由反應①-②得到，故該反應的==（-134+102）kJ/mol=-32 kJ/mol，所以（正）-（逆）=-32 kJ/mol，（正）=132 kJ/mol；

（2）由于反應②前后系數之和相等，故壓強的變化均由反應①造成，180min時壓強變化為80-65.2=14.8kPa，所以；

（3）①設丙烷壓強的變化為，同溫同容下壓強之比等于物質的量之比，由題意可得

反應后壓強為，解得，C3H8的轉化率為，；

②正反應吸熱，升高溫度，平衡正向移動，C3H8的物質的量分數減小，C3H6的物質的量分數增大；根據方程式，該反應為氣體體積增大的反應，增大壓強，C3H8 和C3H6的物質的量分數都增大，因此表示10kPa時，C3H8的物質的量分數隨溫度變化關系的曲線是Z，表示10kPa時C3H6的物質的量分數隨溫度變化關系的曲線是Y；

（4）①溫度升高，反應速率加快，同時溫度升高，催化劑的活性增大，因此C3H8的轉化率隨溫度升高而上升；

②由圖可知，575 ℃時， C3H8的轉化率為34% ，C3H6的產率為17%，即參加反應的C3H8為34%，生成的C3H6為17% ，故C3H6的選擇性為；

③由圖可知.溫度低時C3H6的選擇性高，故能提高C3H6選擇性的措施是選擇相對較低的溫度，或者是尋找選擇性更高的催化劑；