乙烷裂解制乙烯的方法有:
①直接裂解:C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)+Q1kJ(Q1<0)
②氧氣氧化裂解:2C2H6(g)+O2(g)?2C2H4(g)+2H2O(g)+Q2kJ(Q2>0)
完成下列填空:
(1)800℃時(shí),在一恒壓密閉容器中加入一定量C2H6,發(fā)生反應(yīng)①,達(dá)到平衡后向容器中通入稀有氣體He,C2H6的平衡轉(zhuǎn)化率
增大
增大
(選填“增大”“減小”或“不變”)。要使該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大,可采取的措施是 升高溫度
升高溫度
。
乙烷氧氣氧化裂解制乙烯,除發(fā)生反應(yīng)②外,還發(fā)生副反應(yīng)③:2C2H6(g)+7O2(g)?4CO2(g)+6H2O(g)。在800℃時(shí)用乙烷氧氣氧化裂解制乙烯,乙烷的轉(zhuǎn)化率、乙烯的選擇性和收率隨投料比的變化關(guān)系如圖所示。
已知:
C2H4的選擇性=×100%
C2H4的收率=C2H6的轉(zhuǎn)化率×C2H4的選擇性
(2)控制=2而不采用選擇性更高的=3.5,除可防止積碳外,另一原因是 ;<2時(shí),越小,乙烷的轉(zhuǎn)化率越大,乙烯的選擇性和收率越小的原因是 氧氣過量,乙烷發(fā)生了深度氧化,生成CO等其他物質(zhì)
氧氣過量,乙烷發(fā)生了深度氧化,生成CO等其他物質(zhì)
。
(3)T℃時(shí),將2molC2H6和3molO2通入1L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)②③,t min達(dá)到平衡,平衡時(shí)C2H4的收率為60%,C2H4選擇性為75%。C2H6的轉(zhuǎn)化率為 80
80
;0~tmin內(nèi),C2H4的平均生成速率為 ,O2的平衡濃度c(O2)=1
1
mol?L-1。
(4)通過比較反應(yīng)①②的熱效應(yīng),指出氧化裂解法的優(yōu)點(diǎn) 反應(yīng)①為吸熱反應(yīng),反應(yīng)②為放熱反應(yīng),同樣溫度下進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)②的能耗低
反應(yīng)①為吸熱反應(yīng),反應(yīng)②為放熱反應(yīng),同樣溫度下進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)②的能耗低
。【答案】增大;升高溫度;
為2~3.5時(shí),乙烯的收率幾乎不變;氧氣過量,乙烷發(fā)生了深度氧化,生成CO等其他物質(zhì);80;
mol/(L?min);1;反應(yīng)①為吸熱反應(yīng),反應(yīng)②為放熱反應(yīng),同樣溫度下進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)②的能耗低