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(yīng)的化學(xué)方程式如下:
(g)+4H2(g)→(g)+2CH3OH(g)ΔH
(1)已知:
化學(xué)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(jì)算上述反應(yīng)的ΔH=
-286 kJ?mol-1
-286 kJ?mol-1
;此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)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(zhì)的量分?jǐn)?shù))為4n%H
2(g)、n%
(g)的氣體通入剛性密閉反應(yīng)器中,在溫度一定、壓強(qiáng)為pMPa條件下只進(jìn)行上述反應(yīng)。平衡時(shí),若壓強(qiáng)為qMPa,平衡時(shí)
(g)的轉(zhuǎn)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(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(3)科研小組在高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行催化加氫反應(yīng),對(duì)已二酸二甲酯制備1,6-已二醇的工藝條件進(jìn)行了研究。圖甲和圖乙為此反應(yīng)在相同時(shí)間時(shí),反應(yīng)壓力、反應(yīng)溫度與反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和1,6-己二醇選擇性的變化關(guān)系。
已知:選擇性=
目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)率
×100%。
①由圖可知,在壓強(qiáng)為27MPa時(shí),己二酸二甲酯制備1,6-己二醇應(yīng)選擇的合適溫度為
290℃
290℃
;選擇此溫度的理由是
290℃時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率較高,且此溫度下的產(chǎn)物選擇性較高
290℃時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率較高,且此溫度下的產(chǎn)物選擇性較高
;當(dāng)260℃時(shí),轉(zhuǎn)化率隨著壓強(qiáng)增大而不斷增大的原因是
相同溫度時(shí)壓強(qiáng)大,反應(yīng)速率加快,且達(dá)到平衡后,增大壓強(qiáng)利于平衡正向移動(dòng),使反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大
相同溫度時(shí)壓強(qiáng)大,反應(yīng)速率加快,且達(dá)到平衡后,增大壓強(qiáng)利于平衡正向移動(dòng),使反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大
。
②圖丙為反應(yīng)時(shí)間與加氫反應(yīng)時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和選擇性的關(guān)系。
綜合考慮,反應(yīng)時(shí)間控制在5 h左右較為合適。此時(shí)1,6-己二醇的產(chǎn)率為
50.05%
50.05%
。