Question

【題目】乙苯催化脫氫制苯乙烯反應：+H2(g)。

工業上，通常在乙苯蒸氣中摻混水蒸氣(原料氣中乙苯和水蒸氣的物質的量之比為1︰9)，控制反應溫度600℃，并保持體系總壓為常壓的條件下進行反應。在不同反應溫度下，乙苯的平衡轉化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性(指除了H2以外的產物中苯乙烯的物質的量分數)示意圖如圖：

①摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉化率，解釋說明該事實___。

②控制反應溫度為600℃的理由是___。

Answer 1

【答案】正反應方向氣體分子數增加，加入水蒸氣起稀釋，相當于起減壓的效果 600℃時，乙苯的轉化率和苯乙烯的選擇性均較高。溫度過低，反應速率慢，轉化率低；溫度過高，選擇性下降。高溫還可能使催化劑失活，且能耗大

【解析】

①保持壓強不變，加入水蒸氣，容器體積增大，相當于降低壓強，平衡向體積增大的方向移動；

②600℃時乙苯的轉化率與苯乙烯的選擇性較高，結合溫度對乙苯轉化率、苯乙烯選擇性、溫度對反應速率與催化劑的影響及消耗能量等進行分析。

①保持壓強不變，加入水蒸氣，容器體積增大，相當于降低壓強，平衡向體積增大的方向移動提高了乙苯的轉化率；

②600℃時乙苯的轉化率與苯乙烯的選擇性較高，溫度過低，反應速率較慢，轉化率較低，溫度過高，選擇性下降，高溫可能使催化劑失去活性，且消耗的能量過多，因此把溫度控制在600℃左右。