乙烯是世界上產(chǎn)量最大的化學(xué)品之一,是石油化工產(chǎn)業(yè)的核心。其制備方法在不斷的優(yōu)化,以乙烷為原料制備乙烯,成本較低。
(1)傳統(tǒng)制備方法:乙烷催化裂解法發(fā)生的反應(yīng)為:C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)△H
①已知:298K時(shí),相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)能量如圖1。則△H=
+136kJ/mol
+136kJ/mol
。
②850℃,恒壓條件下,常需要通入大量水蒸氣,目的是使平衡C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)向正反應(yīng)方向移動(dòng),增大乙烯的產(chǎn)量
使平衡C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)向正反應(yīng)方向移動(dòng),增大乙烯的產(chǎn)量
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(2)乙烷氧化裂解制乙烯[主反應(yīng)為C2H6(g)+O2(g)?C2H4(g)+H2O(g)]
①“乙烷催化裂解法”制備乙烯時(shí),常會(huì)發(fā)生積碳反應(yīng):C2H6(g)?2C(s)+3H2(g),生成的碳會(huì)附著在催化劑的表面,降低催化劑的活性,而“乙烷氧化裂解制乙烯”時(shí),很少有積碳,可能原因是高溫條件下,O2與C發(fā)生反應(yīng)生成CO2,從而使積碳減少
高溫條件下,O2與C發(fā)生反應(yīng)生成CO2,從而使積碳減少
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②探究該反應(yīng)的適宜條件,得到如圖數(shù)據(jù)。
已知:C2H4的選擇性:指轉(zhuǎn)化的C2H6中生成C2H4的百分比;乙烯的收率=C2H6的轉(zhuǎn)化率×C2H4的選擇性。
圖甲:表示其它條件相同,不同溫度條件下,組成相同的原料氣,反應(yīng)相同的時(shí)間,測(cè)得的C2H6的轉(zhuǎn)化率、C2H4的選擇性以及乙烯的收率與溫度的關(guān)系。
圖乙:表示其他條件相同,C2H6的轉(zhuǎn)化率、C2H4的選擇性以及乙烯的收率隨原料氣中的變化情況。
用該方法制備乙烯應(yīng)該選擇的適宜條件為:溫度850℃(840℃~860℃之間均可)
850℃(840℃~860℃之間均可)
;=2.0
2.0
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(3)某乙烯熔融燃料電池工作原理如圖2所示:則負(fù)極的電極反應(yīng)式為C2H4-12e-+6CO32-=8CO2+2H2O
C2H4-12e-+6CO32-=8CO2+2H2O
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