5.乙硫醇(C
2H
5SH)在生活生產(chǎn)中有重要的應(yīng)用.
(1)工業(yè)上利用H
2S和乙烯反應(yīng)合成乙硫醇的反應(yīng)及可能發(fā)生的副反應(yīng)如下:
主反應(yīng):C
2H
4(g)+H
2S(g)═C
2H
5SH(g)△H
1=a kJ•mol
-1副反應(yīng):2C
2H
4(g)+H
2S(g)═C
2H
5SC
2H
5(g)△H
2=b kJ•mol
-1請寫出C
2H
5SH(g)在一定條件下直接轉(zhuǎn)化為C
2H
5SC
2H
5(g)的熱化學(xué)方程式2C
2H
5SH(g)=C
2H
5SC
2H
5(g)+H
2S(g)△H=(b-2a) kJ•mol
-1.
(2)投料比n(C
2H
4):n(H
2S)=1:3時,在240℃、1.8MPa下,催化劑甲和催化劑乙對合成乙硫醇的催化活性隨MoO
3負(fù)載量的變化如圖所示(已知適量CoO的加入有助于MoO
3在γ-Al
2O
3載體上的
分散.):
①工業(yè)上較宜選用的催化劑為催化劑乙,請說明你選擇的理由,并推測工業(yè)上解決存在問題的方法:使用乙為催化劑,乙硫醇的選擇性為100%,沒有副產(chǎn)物,不必分離提純;轉(zhuǎn)化率較低,工業(yè)上可以通過循環(huán)使用來提高乙烯的利用率.
②若選用甲為催化劑,MoO
3的適宜負(fù)載量為10wt%,當(dāng)MoO
3負(fù)載量(即質(zhì)量分?jǐn)?shù))過低時,乙烯的轉(zhuǎn)化率和乙硫醇的選擇性均明顯較低,原因為MoO
3負(fù)載量低,在γ-Al
2O
3載體上過于分散,催化活性低.
③若選用乙為催化劑,當(dāng)MoO
3負(fù)載量為10wt%,若用平衡分壓代替平衡濃度,主反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=Kp=$\frac{\frac{0.682}{4-0.682}×1.8}{\frac{3-0.682}{4-0.682}×1.8×\frac{1-0.682}{4-0.682}×1.8}$=$\frac{0.682×3.318}{(3-0.682)×(1-0.682)×1.8}$.(帶入數(shù)據(jù)列式即可,已知:分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))
④為了提高乙烯的轉(zhuǎn)化率,工業(yè)上還可能采用的措施有適當(dāng)提高H
2S的比例,適當(dāng)增加壓強,及時分離出產(chǎn)物等(任寫一種).
(3)乙硫醇可用于生產(chǎn)乙烷磺酰氯(C
2H
5SO
2Cl).
①氯化法是以C
2H
5SO
2Cl為介質(zhì),攪拌下C
2H
5SH、水、氯氣在29℃左右反應(yīng)制得.反應(yīng)的化學(xué)方程式為C
2H
5SH+3Cl
2+2H
2O→C
2H
5SO
2Cl+5HCl.
②電解C
2H
5SH的鹽酸溶液也可制得C
2H
5SO
2Cl,電極總反應(yīng)為C
2H
5SH+HCl+H
2O→C
2H
5SO
2Cl+H
2↑(未配平).則陰極的電極反應(yīng)式為2H
++2e
-=H
2↑.