Chemistry Labs

第 1 题

用多相催化剂生产丙烯。丙烯是石化工业最有价值的化学品之一，可由丙烷在多相催化剂上直接脱氢制得：CX3HX8(g)⇌CX3HX6(g)+HX2(g)\ce{C3H8(g) <=> C3H6(g) + H2(g)}，但该反应在经济上不可行。给定平均键焓关系：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})，Hbond(C−H)=1.19 Hbond(C−C)H_{\text{bond}}(\ce{C-H}) = 1.19\,H_{\text{bond}}(\ce{C-C})。(a) 用 Hbond(C−C)H_{\text{bond}}(\ce{C-C}) 表示丙烷直接脱氢的焓变。(b) 恒温下加压难以提高丙烯产量——哪个定律或原理最能解释此现象？(c) 对该平衡反应，给出 ΔH\Delta H、ΔS\Delta S 的符号，以及温度升至高于初始温度的 T∗T^* 时 ΔG\Delta G 的变化方向。
第 2/3 步：压力对平衡的影响
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Le Chatelier’s principle: raising p shifts the equilibrium toward fewer gas moles (propane)\text{Le Chatelier's principle: raising } p \text{ shifts the equilibrium toward fewer gas moles (propane)}
分析

反应由1 mol气体生成2 mol气体：升压使平衡向摩尔数少的方向（逆向）移动，丙烯产率下降——勒夏特列原理的直接应用。