热裂解过程的化学反应与反应机理word版本.doc

热裂解过程的化学反应与反应机理精品文档精品文档收集于网络，如有侵权请联系管理员删除收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档收集于网络，如有侵权请联系管理员删除第一章烃类热裂解热裂解过程的化学反应与反应机理问题1：什么叫烃类热裂解过程的一次反应和二次反应？烃类热裂解的过程是很复杂的，即使是单一组分裂解也会得到十分复杂的产物，例如乙烷热裂解的产物就有氢，甲烷，乙烯，丙烯，丙烷，丁烯，丁二烯，芳烃和碳等以上组分，并含有未反应的乙烷。因此，必须研究烃类热裂解的化学变化过程与反应机理，以便掌握其内在规律。烃类裂解过程按先后顺序可划分为一次反应和二次反应。◆一次反应：由原料烃类经热裂解生成乙烯和丙烯的反应。◆二次反应：主要是指一次反应生成的乙烯，丙烯等低级稀烃进一步发生反应生成多种产物，甚至最后生成焦或碳。烃类热裂解的一次反应问题2：什么叫键能？问题3：简述烷烃热裂解一次反应的规律性。（一）烷烃热裂解1.脱氢反应:CnH2n+2==CnH2n+H22.断链反应：Cm+nH2(m+n)+2==CmH2m+CnH2n+23．裂解的规律性表1-2各种键能比较碳氢键键能，kJ/molH3C—H426.8CH3CH2—H405.8CH3CH2CH2—H397.5CH3—CH—H384.9CH3CH3CH2CH2CH2—H393.2CH3CH2CH—H376.6CH3CH3CH3—C—H364CH3C—H(一般)378.7碳碳键键能，kJ/molCH3—CH3346CH3—CH2—CH3343.1CH3CH2—CH2—CH3338.9CH3CH2CH2—CH3341.8CH3H3C—C—CH3314.6CH3CH3CH2CH2—325.1CH2CH2CH3CH3CH(CH3)—310.9CH(CH3)CH3（1）◆键能：是把化合物该键断裂并把生成的基团分开所需的能量（0K基准）。I同碳原子数的烷烃，C—H键能大于C—C键能，故断链比脱氢容易。II烷烃的相对热稳定性随碳链的增长而降低，它们的热稳定性顺序是：CH4>C2H6>C3H8>------>高碳烷烃碳链越长的烃分子越容易断链。III烷烃的脱氢能力与烷烃的分子结构有关。叔氢最易脱去，仲氢次之，伯氢又次之。IV带支链烃的C—C键或C—H键的键能较直链烃的C—C键或C—H键的键能小，易断裂。所以，有支链的烃容易裂解或脱氢。（2）标准自由焓（G）判断法表1-3正构烷烃与1000K裂解时一次反应的G和H（1000K时，单位是kJ/mol）反应GH脱氢CnH2n+2==CnH2n+H2C2H6==C2H4+H28.87144.4C3H8==C3H6+H2-9.54129.5C4H10==C4H8+H2-5.94131.0C5H12==C5H10+H2-8.08130.8C6H14==C6H12+H2-7.41130.8断链Cm+nH2(m+n)+2——>CnH2n+CmH2m+2C3H8——>C2H4+CH4-53.8978.3C4H10——>C3H6+CH4-68.9966.5C4H10——>C2H4+C2H6-42.3488.6C5H12——>C4H8+CH4-69.0865.4C5H12——>C3H6+C2H6-61.1375.2C5H12——>C2H4+C3H8-42.7290.1C6H14——>C5H10+CH4-70.0866.6C6H14——>C4H8+C2H6-60.0875.5C6H14——>C3H6+C3H8-60.3877.0C6H14——>C2H4+C4H10-45.2788.8表1-4伯、仲、叔氢原子与自由基反应的相对速度温度T/K773873973107311731273伯氢仲氢叔氢13.03312.01011.97.811.76.311.655.6511.65.0△G°=—RTlnkp△G°为负值，反应的可能性:|△G°|越大，反应越易进行。I脱氢的△G°<断链的△G°II从热效应来看，断链易进行，因为断链反应吸收热量少。III易生成小分子烷烃的反应，不易生成大分子。（二）环烷烃热裂解（环烷烃一次反应）C6H12——>++3H2开环反应：C6H12——>C2H4+C4H8C6H12——>C2H4+C4H6+H2------相比较之下，脱氢比开环易进行。带支链的环烷烃：先断支链，再环上脱氢。规律：侧链烷基比烃环易与裂解，长侧链先在侧链中央的C—C键断裂，有侧链的环烷烃比无侧链的环烷烃裂解时得到较多的烯烃。环烷脱氢生成芳烃比开环生成烯烃容易。五碳环最稳定，六碳环次之。4．裂解原料中环烷烃含量增加时，乙烯收率会下降。(三)芳香烃热裂解：缩合2——>+H2带支链的芳烃：I断侧链反应：—C3H7——>—CH3+C2H4—C3H7——>+C3H6II脱氢反应：-C2H5——>—CH=C