1,6-己二醇是一種重要的化工原料,與乙二醇相比,用1,6-已二醇為原料制備的聚酯具有更為優(yōu)異的柔韌性和抗腐蝕性。工業(yè)上利用已二酸二甲酯加氫制備1,6-己二醇,該反應的化學方程式如下:
(g)+4H2(g)→(g)+2CH3OH(g)ΔH
(1)已知:
化學鍵 |
C=O |
C-O |
C-H |
C-C |
O-H |
H-H |
鍵能/kJ?mol-1 |
745 |
358 |
413 |
347 |
467 |
436 |
計算上述反應的ΔH=
-286 kJ?mol-1
-286 kJ?mol-1
;此反應自發(fā)進行的條件是
低溫自發(fā)
低溫自發(fā)
(填“高溫易自發(fā)”“低溫易自發(fā)”或“任何溫度都能自發(fā)”)。
(2)將組成(物質的量分數(shù))為4n%H
2(g)、n%
(g)的氣體通入剛性密閉反應器中,在溫度一定、壓強為pMPa條件下只進行上述反應。平衡時,若壓強為qMPa,平衡時
(g)的轉化率為
(用p、q的代數(shù)式表示,下同),平衡常數(shù)Kp=
(以分壓表示,分壓=總壓×物質的量分數(shù))。
(3)科研小組在高壓反應釜中進行催化加氫反應,對已二酸二甲酯制備1,6-已二醇的工藝條件進行了研究。圖甲和圖乙為此反應在相同時間時,反應壓力、反應溫度與反應物的轉化率和1,6-己二醇選擇性的變化關系。
已知:選擇性=
×100%。
①由圖可知,在壓強為27MPa時,己二酸二甲酯制備1,6-己二醇應選擇的合適溫度為
290℃
290℃
;選擇此溫度的理由是
290℃時反應物的轉化率較高,且此溫度下的產物選擇性較高
290℃時反應物的轉化率較高,且此溫度下的產物選擇性較高
;當260℃時,轉化率隨著壓強增大而不斷增大的原因是
相同溫度時壓強大,反應速率加快,且達到平衡后,增大壓強利于平衡正向移動,使反應物轉化率增大
相同溫度時壓強大,反應速率加快,且達到平衡后,增大壓強利于平衡正向移動,使反應物轉化率增大
。
②圖丙為反應時間與加氫反應時反應物的轉化率和選擇性的關系。
綜合考慮,反應時間控制在5 h左右較為合適。此時1,6-己二醇的產率為
50.05%
50.05%
。