(15分)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:
(1)已知:
化学键 |
||||
键能/ | 412 |
348 |
612 |
436 |
计算上述反应的=
(2)维持体系总压强恒定,在温度时,物质的量为、体积为的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为,则在该温度下反应的平衡常数=
(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:,。新工艺的特点有
① 与反应,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 有利于资源利用