Question

【题目】丙烯腈（CH2=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛（CH2=CHCHO）和乙腈CH3CN 等，回答下列问题：

（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯睛（C3H3N）和副产物丙烯醛（CH2=CHCHO）的热化学方程式如下：

① C3H6(g)+NH3(g)＋O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g）△H=-515kJ/mol

② C3H6(g)+O2(g)=C3H4O(g)＋H2O(g) △H=-353kJ/mol

有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是______；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是_____.

（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应温度为460℃。低于460℃时，丙烯腈的产率________（填“是”或者“不是”）对应温度下的平衡产率，判断理由是_____；高于460℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是________（双选，填标号）。

A．催化剂活性降低 B.平衡常数变大 C．副反应增多 D. 反应活化能增大

（3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示。由图可知，最佳n（氨）/n（丙烯）约为_________ ，理由是_______。进料氨、空气、丙烯的理论体积约为____________。

Answer 1

【答案】 降低温度、降低压强 催化剂 不是 该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低 AC 1 该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低 1:7.5:1

【解析】试题分析：（1）因为两个反应均为放热量大的反应，所以热力学趋势大；该反应为气体体积增大的放热反应，所以降低温度、降低压强有利于提高丙烯腈的平衡产率；由图b可知，提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂。

（2）因为该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低，反应刚开始进行，尚未达到平衡状态，460OC以前是建立平衡的过程，所以低于460OC时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率；高于460OC时，丙烯腈产率降低，A．催化剂在一定温度范围内活性较高，若温度过高，活性降低，正确；B．平衡常数的大小不影响产率，错误；C．根据题意，副产物有丙烯醛，副反应增多导致产率下降，正确；D．反应活化能的大小不影响平衡，错误；答案选AC。

（3）根据图像可知，当n（氨）/n（丙烯）约为1时，该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低；根据化学反应C3H6（g）+NH3（g）+ 3/2O2（g）=C3H3N（g）+3H2O（g），氨气、氧气、丙烯按1：1.5：1的体积比加入反应达到最佳状态，而空气中氧气约占20%，所以进料氨、空气、丙烯的理论体积约为1：7.5：1。