Chemistry Labs

Bài 1

Sản xuất propene bằng xúc tác dị thể. Propene là một trong những hóa chất quan trọng nhất của công nghiệp hóa dầu. Nó có thể được tổng hợp bằng đề hydro hóa trực tiếp propane trên xúc tác dị thể, CX3HX8(g)⇌CX3HX6(g)+HX2(g)\ce{C3H8(g) <=> C3H6(g) + H2(g)}, nhưng phản ứng không khả thi về kinh tế. Dùng các hệ thức entanpi liên kết trung bình sau: Hbond(C=C)=1.77 Hbond(C−C)H_{\text{bond}}(\ce{C=C}) = 1.77\,H_{\text{bond}}(\ce{C-C}), Hbond(H−H)=1.05 Hbond(C−H)H_{\text{bond}}(\ce{H-H}) = 1.05\,H_{\text{bond}}(\ce{C-H}), và Hbond(C−H)=1.19 Hbond(C−C)H_{\text{bond}}(\ce{C-H}) = 1.19\,H_{\text{bond}}(\ce{C-C}). (a) Tính biến thiên entanpi của phản ứng đề hydro hóa propane, biểu diễn theo Hbond(C−C)H_{\text{bond}}(\ce{C-C}). (b) Khó tăng lượng propene bằng cách tăng áp suất ở nhiệt độ không đổi — định luật hay nguyên lý nào giải thích tốt nhất? (c) Với phản ứng ở cân bằng, dấu đúng của ΔH\Delta H, ΔS\Delta S và chiều biến thiên của ΔG\Delta G khi nhiệt độ tăng lên T∗T^* cao hơn so với nhiệt độ ban đầu là gì?
Bước 1/3: Liên kết phá trừ liên kết tạo
← TrướcTiếp →
ΔHrxn=[2H(C−C)+8H(C−H)]−[H(C=C)+H(C−C)+6H(C−H)+H(H−H)]=+0.360 Hbond(C−C)\Delta H_{\text{rxn}} = [2H(\ce{C-C}) + 8H(\ce{C-H})] - [H(\ce{C=C}) + H(\ce{C-C}) + 6H(\ce{C-H}) + H(\ce{H-H})] = +0.360\,H_{\text{bond}}(\ce{C-C})
Phân tích

Propane có 2 liên kết C–C và 8 C–H; propene có 1 C=C, 1 C–C, 6 C–H, cộng 1 H–H. Vậy ΔH=[2+8×1.19]−[1.77+1+6×1.19+1.05×1.19]=11.52−11.16=+0.36 H(C−C)\Delta H = [2 + 8\times1.19] - [1.77 + 1 + 6\times1.19 + 1.05\times1.19] = 11.52 - 11.16 = +0.36\,H(\ce{C-C}): phản ứng thu nhiệt.

Lỗi hay gặp. Đếm kỹ liên kết C–H: propane có 8 (CHX3−CHX2−CHX3\ce{CH3-CH2-CH3} cho 6+2 = 8), propene chỉ có 6 — hai hydro bị tách tạo HX2\ce{H2}.