Question

【題目】烯烴的甲酰化反應(yīng)實例之一是CH3CH=CH2與CO、H2在催化劑作用下可合成正丁醛（CH3 CH2 CH2 CHO），有關(guān)反應(yīng)如下：

①CH3CH=CH2（g）+CO （g）+H2（g） CH3CH2CH2CHO（g） ΔH1

副反應(yīng)有：

②CH3CH=CH2（g）+ CO （g）+ H2（g）（CH3）2CHCHO（g） ΔH2

③CH3CH=CH2（g）+ H2（g） → CH3 CH2 CH3（g） ΔH3

回答下列問題：

（1）不考慮副反應(yīng)，則從綠色化學(xué)角度考慮，烯烴甲�；�反應(yīng)的主要優(yōu)點是_______________________________。

（2）已知下列鍵能數(shù)據(jù)：

化學(xué)鍵	C-H	C-C	C=C	H-H
鍵能/KJ·mol－1	413.3	347.7	615.0	436.0

則反應(yīng)CH3CH=CH2（g）+ H2（g） → CH3 CH2 CH3（g）的ΔH3=_______________。

（3）在恒容密閉容器中充入1 mol丙烯，加入某種催化劑在加熱條件下進(jìn)行反應(yīng)，測得溫度與丙烯的總平衡轉(zhuǎn)化率及兩種異構(gòu)體的物質(zhì)的量之比的關(guān)系如下圖所示：

①丙烯合成正丁醛（CH3 CH2 CH2 CHO）及異丁醛（（CH3）2CHCHO）的反應(yīng)屬于______________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

②t℃時，反應(yīng)（CH3）2CHCHO（g）CH3 CH2 CH2 CHO（g）的平衡常數(shù)K =____________________，若發(fā)生上述反應(yīng)①②，則反應(yīng)達(dá)到平衡時，容器中正丁醛的物質(zhì)的量為_______。

③t℃時，圖中P點的反應(yīng)速率v（正）_______v（逆）(填“<” “>”或“=”)。

④要提高正丁醛的產(chǎn)率除采用合適的溫度外，還可_______________________。

Answer 1

【答案】 原子利用率為100% -123.3 kJ·mol1 吸熱 65 0.542mol > 增大壓強，選擇合適的催化劑

【解析】（1）不考慮副反應(yīng)，則從綠色化學(xué)角度考慮，烯烴甲酰化反應(yīng)的主要優(yōu)點是原子利用率為100%。

（2）由表中數(shù)據(jù)可以求出反應(yīng)CH3CH=CH2（g）+ H2（g） → CH3 CH2 CH3（g）的ΔH3=（413.3-123.3 kJ·mol1。

（3）①由圖像可知，溫度越高，丙烯的轉(zhuǎn)化率越高，所以丙烯合成正丁醛（CH3 CH2 CH2 CHO）及異丁醛（（CH3）2CHCHO）的反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)。

②t℃時，由圖可知，丙烯的轉(zhuǎn)化率為55%， ，所以反應(yīng)（CH3）2CHCHO（g）CH3 CH2 CH2 CHO（g）的平衡常數(shù)K =，若發(fā)生上述反應(yīng)①②，則下反應(yīng)達(dá)到平衡時，容器中正丁醛的物質(zhì)的量為1mol0.542mol。

③t℃時，圖中P點的轉(zhuǎn)化率小于平衡轉(zhuǎn)化率，所以反應(yīng)正在向正反應(yīng)方向進(jìn)行，反應(yīng)速率v（正）>v（逆）。

④要提高正丁醛的產(chǎn)率除采用合適的溫度外，因為正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的方向，所以還可增大壓強使平衡向正反應(yīng)方向移動以提高正丁醛的產(chǎn)率；另外，選擇合適的催化劑，使催化劑對生成正丁醛的選擇性更高，減少異丁醛的生成，也可以提高正丁醛的產(chǎn)率。