题目

题型：不详难度：来源：

1,3―丙二醇是重要的化工原料，用乙烯合成1,3―丙二醇的路线如下：
CH₂=CH₂ HOCH₂CH₂CHOHOCH₂CH₂CH₂OH
⑴通过反应①用乙烯和空气混合气体制备，测得反应前和某一时刻气体的体积分数如下表。

	C2H4	O2	N2
反应前体积分数	25.0%	15.0%	60.0%	0
某一时刻体积分数	5.56%	5.54%	66.7%	22.2%

计算此时乙烯的转化率。
⑵某化工厂已购得乙烯14t，考虑到原料的充分利用，反应②、③所需的CO和H₂可由以下两个反应获得：
C+H₂OCO+H₂     CH₄+H₂OCO+3H₂
假设在生产过程中，反应②中CO和H₂、反应③中H₂均过量20%，且反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%。
计算至少需要焦炭、甲烷各多少吨，才能满足生产需要？

答案

（1）80%（2）焦炭3.6t，甲烷4.8t。

解析

⑴设反应前气体共有100L
则反应前V(C₂H₄)=100L×25.0%=25L，V(N₂)=100L×60.0%=60L
因为N₂的体积不发生变化，则此时气体的体积为60L÷66.7%=90L
V(C₂H₄)=90L×5.56%=5.00L
则此时乙烯的转化率=×100%="80.0%           "                        
也可以这样求乙烯转化率：
⑵反应②中  C₂H₄    ~    CO    ~    H₂     ~    HOCH₂CH₂CHO
28           28         2               74
14t      m(CO)×   m(H₂)×     m(HOCH₂CH₂CHO)
则m(CO)=16.8 t   m(H₂)="1.2t   " m(HOCH₂CH₂CHO) ="37" t
反应③中  HOCH₂CH₂CHO    ～     H₂
74                     2
37t                  m(H₂)×
则m(H₂)="1.2t   "
反应②、③中共需CO16.8 t、H₂2.4t。                                          
C + H₂OCO + H₂        CH₄ + H₂OCO + 3H₂
12           28   2         16            28    6
m(C)                     m(CH₄)
得方程组=16.8 t  和  =2.4t
解得m(C)="3.6t     " m(CH₄)="4.8t"