Question

【題目】I.丙烯和乙烯都是石油化工最重要的基礎(chǔ)原料。主要工業(yè)生產(chǎn)途徑如下:

途徑①CH3CH2CH3(g)CH2=CHCH3(g)+H2(g) △H1

途徑②nCH3OH(g)CnH2n(g)+nH2O(g)(n為2或3) △H2<0

回答下列問題:

(1)已知:丙烷、丙烯、氫氣的燃燒熱分別為2219.9kJ/mol、2056.5 kJ/mol和285.8 kJ/mol，則△H1=_____ kJ/mol。

(2)途徑①制備丙烯，要提高丙烯的產(chǎn)率最好采用______條件。(填“高壓”或“低壓”)

(3)途徑②控制適當?shù)臈l件(溫度、壓強、催化劑等)可以調(diào)節(jié)N[N=n(乙烯)/n(丙烯)]在0～1.5之間變化，回答下列問題:

①要大幅度提高丙烯在最終產(chǎn)物中的比率，需要控制的適當條件是__________。

②在體積為V的反應器中加入一定量的甲醇，反應1h后，反應器中的壓強增加了30%，則甲醇的轉(zhuǎn)化率為______(用N=1進行計算)。

II:(4)含硫煤燃燒產(chǎn)生SO2，利用尿素[CO(NH2)2]水解的溶液可以吸收空氣中的SO2。已知尿素水解放熱,常溫下水解反應較慢,水解的反應方程式如下:CO(NH2)2+H2O=H2NCOONH4(氨基甲酸銨)

①氨基甲酸銨會與空氣中的SO2和O2反應生成(NH4)2SO4,該反應的化學方程式為________。

②-定條件下，用尿素水解液吸收空氣中的SO2,測得SO2的吸收率隨溶液的溫度變化如圖甲所示。溫度高于60℃時，SO2的吸收率逐漸升高的原因是________。

③尿素溶液吸收SO2的吸收率隨溶液的pH變化如圖乙所示。尿素深液吸收空氣中的SO2后，溶液的pH會降低，為提高SO2的吸收率和充分回收產(chǎn)物，最好向溶液中加入______(填溶液的名稱)并控制pH為_______。

Answer 1

【答案】 +122.4 低壓 使用高選擇性催化劑 75% 2H2NCOONH4+2SO2+O2+2H2O=2(NH4)2SO4+2CO2↑ 溫度升高,尿素水解生成氨基甲酸銨更快 氨水 6

【解析】（1）對應的熱化學方程式為：①C3H8(g)+5O2 (g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H3=-2219.9 kJ·mol－1、②H2(g)+1/2O2（g）=H2O（l） △H4=-285.8 kJ·mol－1、③ C3H6（g）+9/2O2（g）=3CO2（g）+3H2O(l) △H5=-2056.5 kJ·mol－1，①-②-③可得：CH3CH2CH3(g)=CH2=CHCH3(g)+H2(g) △H1=△H3－△H4－△H5，所以△H1=△H3－△H4－△H5=-2219.9 kJ·mol－1+285.8 kJ·mol－1+2056.5 kJ·mol－1= +122.4 kJ·mol－1。（2）CH3CH2CH3(g)CH2=CHCH3(g)+H2(g) (g)是一個氣體分子數(shù)增大的反應，所以低壓，有利于平衡正向移動，提高丙烯的產(chǎn)率；（3）①有些催化劑具有化學選擇性，只能催化某一個反應，使該反應成為最主要的反應，從而提高特定的產(chǎn)物在所有產(chǎn)物中的比例。②當生產(chǎn)的乙烯和丙烯的物質(zhì)的量之比為1:1時，發(fā)生的反應的方程式為5CH3OHC2H4+C3H6+5H2O，設(shè)反應的甲醇的物質(zhì)的量為x，根據(jù)壓強比等于氣體的物質(zhì)的量之比，利用差量法解答：

5CH3OHC2H4+C3H6+5H2O △n

5 1+1+5-5=2

x 0.64×106/32×30%=6×103

所以有= ，解得x=15000，所以甲醇的轉(zhuǎn)化率=15000÷（0.64×106÷32）×100% =75% 。(4)①氨基甲酸銨會與空氣中的SO2和氧氣反應生成(NH4)2SO4，而H2NCOONH4被氧化為二氧化碳，則反應的化學方程式為：2H2NCOONH4+2SO2+O2+2H2O=2(NH4)2SO4+2CO2↑。②尿素水解放熱，常溫下水解反應較慢，溫度升高，尿素水解生成氨基甲酸銨的速率加快，使得SO2的吸收率升高。③根據(jù)圖乙可知，溶液的pH>6時，SO2的吸收率較高，則需要控制在6左右，需要加入堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)溶液的PH，為了不引入新雜質(zhì)，可以選用氨水進行調(diào)節(jié)。