醋酸乙烯酯是合成维尼纶的重要单体，某化工厂利用下列反应原理生产醋酸乙烯酯：2CH2=CH2+O2催化剂2CH3CHO…①2CH3CHO+O2催化剂2CH3COOH…②2CH2=CH2+O2+2CH3COOH催化剂2CH3COOCH=CH2…③由于副反

Question

醋酸乙烯酯是合成维尼纶的重要单体，某化工厂利用下列反应原理生产醋酸乙烯酯：
2CH₂=CH₂+O₂

催化剂

2CH₃CHO     …①
2CH₃CHO+O₂

催化剂

2CH₃COOH      …②
2CH₂=CH₂+O₂+2CH₃COOH

催化剂

2CH₃COOCH=CH₂…③
由于副反应的发生，反应①中乙烯的利用率为75%，反应②中乙醛的利用率为80%，反应③中乙酸与乙烯的利用率均为75%．
（1）为使醋酸乙烯酯获得最大产量，乙烯先后两次的投料比为______；
（2）以2.8×10⁶kg乙烯为原料，最多可制得醋酸乙烯酯______kg；
（3）若各步副反应中反应物物质的量之比均与主反应相同，以乙烯和空气为原料，生产醋酸乙烯酯．计算：通入的空气（O₂的体积分数为(1)/(5)）与乙烯的体积比的最小值．
₂₂₂

催化剂

2CH₃CHO     …①
2CH₃CHO+O₂

催化剂

2CH₃COOH      …②
2CH₂=CH₂+O₂+2CH₃COOH

催化剂

2CH₃COOCH=CH₂…③
由于副反应的发生，反应①中乙烯的利用率为75%，反应②中乙醛的利用率为80%，反应③中乙酸与乙烯的利用率均为75%．
（1）为使醋酸乙烯酯获得最大产量，乙烯先后两次的投料比为______；
（2）以2.8×10⁶kg乙烯为原料，最多可制得醋酸乙烯酯______kg；
（3）若各步副反应中反应物物质的量之比均与主反应相同，以乙烯和空气为原料，生产醋酸乙烯酯．计算：通入的空气（O₂的体积分数为(1)/(5)）与乙烯的体积比的最小值．

催化剂

催化剂催化剂

_3
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催化剂

2CH₃COOH      …②
2CH₂=CH₂+O₂+2CH₃COOH

催化剂

2CH₃COOCH=CH₂…③
由于副反应的发生，反应①中乙烯的利用率为75%，反应②中乙醛的利用率为80%，反应③中乙酸与乙烯的利用率均为75%．
（1）为使醋酸乙烯酯获得最大产量，乙烯先后两次的投料比为______；
（2）以2.8×10⁶kg乙烯为原料，最多可制得醋酸乙烯酯______kg；
（3）若各步副反应中反应物物质的量之比均与主反应相同，以乙烯和空气为原料，生产醋酸乙烯酯．计算：通入的空气（O₂的体积分数为(1)/(5)）与乙烯的体积比的最小值．

催化剂

催化剂催化剂

_3
2223

催化剂

2CH₃COOCH=CH₂…③
由于副反应的发生，反应①中乙烯的利用率为75%，反应②中乙醛的利用率为80%，反应③中乙酸与乙烯的利用率均为75%．
（1）为使醋酸乙烯酯获得最大产量，乙烯先后两次的投料比为______；
（2）以2.8×10⁶kg乙烯为原料，最多可制得醋酸乙烯酯______kg；
（3）若各步副反应中反应物物质的量之比均与主反应相同，以乙烯和空气为原料，生产醋酸乙烯酯．计算：通入的空气（O₂的体积分数为(1)/(5)）与乙烯的体积比的最小值．

催化剂

催化剂催化剂

₃₂


⁶
₂(1)/(5)）与乙烯的体积比的最小值．(1)/(5)1155

Answer 1

（1）设乙烯的总量为1mol，反应①消耗的乙烯为xmol，则反应②生成乙酸为0.75x×0.8=0.6x，
故（1-x）：0.6x=1：1，解得x=(5)/(8)，
故乙烯先后两次的投料比为x：（1-x）=(5)/(8)：(3)/(8)=5：3
故答案为：5：3
（2）n（CH₂=CH₂）=(2.8×109)/(28g/mol)=1×10⁸mol，故m（CH₃COOCH=CH₂）=(3)/(8)×1×10⁸mol×75%×86g/mol=2.42×10⁹g=2.42×10⁶kg，
故答案为：2.42×10⁶kg；
（3）设反应①中投入乙烯为5a，则反应③中投入乙烯为3a
反应①中最少消耗氧气2.5a，生成乙醛0.75×5a=3.75a
反应②中最少消耗氧气(1)/(2)×3.75a=1.875a
反应③中最少消耗氧气1.5a
即最少共消耗氧气：5.875a，相当于5.875a×5=29.375a
通入的空气与乙烯的体积比的最小值为29.375a：8a=3.68  
答：通入的空气与乙烯的体积比的最小值为3.68． (5)/(8)555888，
故乙烯先后两次的投料比为x：（1-x）=(5)/(8)：(3)/(8)=5：3
故答案为：5：3
（2）n（CH₂=CH₂）=(2.8×109)/(28g/mol)=1×10⁸mol，故m（CH₃COOCH=CH₂）=(3)/(8)×1×10⁸mol×75%×86g/mol=2.42×10⁹g=2.42×10⁶kg，
故答案为：2.42×10⁶kg；
（3）设反应①中投入乙烯为5a，则反应③中投入乙烯为3a
反应①中最少消耗氧气2.5a，生成乙醛0.75×5a=3.75a
反应②中最少消耗氧气(1)/(2)×3.75a=1.875a
反应③中最少消耗氧气1.5a
即最少共消耗氧气：5.875a，相当于5.875a×5=29.375a
通入的空气与乙烯的体积比的最小值为29.375a：8a=3.68  
答：通入的空气与乙烯的体积比的最小值为3.68． (5)/(8)555888：(3)/(8)=5：3
故答案为：5：3
（2）n（CH₂=CH₂）=(2.8×109)/(28g/mol)=1×10⁸mol，故m（CH₃COOCH=CH₂）=(3)/(8)×1×10⁸mol×75%×86g/mol=2.42×10⁹g=2.42×10⁶kg，
故答案为：2.42×10⁶kg；
（3）设反应①中投入乙烯为5a，则反应③中投入乙烯为3a
反应①中最少消耗氧气2.5a，生成乙醛0.75×5a=3.75a
反应②中最少消耗氧气(1)/(2)×3.75a=1.875a
反应③中最少消耗氧气1.5a
即最少共消耗氧气：5.875a，相当于5.875a×5=29.375a
通入的空气与乙烯的体积比的最小值为29.375a：8a=3.68  
答：通入的空气与乙烯的体积比的最小值为3.68． (3)/(8)333888=5：3
故答案为：5：3
（2）n（CH₂2=CH₂2）=(2.8×109)/(28g/mol)=1×10⁸mol，故m（CH₃COOCH=CH₂）=(3)/(8)×1×10⁸mol×75%×86g/mol=2.42×10⁹g=2.42×10⁶kg，
故答案为：2.42×10⁶kg；
（3）设反应①中投入乙烯为5a，则反应③中投入乙烯为3a
反应①中最少消耗氧气2.5a，生成乙醛0.75×5a=3.75a
反应②中最少消耗氧气(1)/(2)×3.75a=1.875a
反应③中最少消耗氧气1.5a
即最少共消耗氧气：5.875a，相当于5.875a×5=29.375a
通入的空气与乙烯的体积比的最小值为29.375a：8a=3.68  
答：通入的空气与乙烯的体积比的最小值为3.68． (2.8×109)/(28g/mol)2.8×1092.8×1092.8×109928g/mol28g/mol28g/mol=1×10⁸8mol，故m（CH₃3COOCH=CH₂2）=(3)/(8)×1×10⁸mol×75%×86g/mol=2.42×10⁹g=2.42×10⁶kg，
故答案为：2.42×10⁶kg；
（3）设反应①中投入乙烯为5a，则反应③中投入乙烯为3a
反应①中最少消耗氧气2.5a，生成乙醛0.75×5a=3.75a
反应②中最少消耗氧气(1)/(2)×3.75a=1.875a
反应③中最少消耗氧气1.5a
即最少共消耗氧气：5.875a，相当于5.875a×5=29.375a
通入的空气与乙烯的体积比的最小值为29.375a：8a=3.68  
答：通入的空气与乙烯的体积比的最小值为3.68． (3)/(8)333888×1×10⁸8mol×75%×86g/mol=2.42×10⁹9g=2.42×10⁶6kg，
故答案为：2.42×10⁶6kg；
（3）设反应①中投入乙烯为5a，则反应③中投入乙烯为3a
反应①中最少消耗氧气2.5a，生成乙醛0.75×5a=3.75a
反应②中最少消耗氧气(1)/(2)×3.75a=1.875a
反应③中最少消耗氧气1.5a
即最少共消耗氧气：5.875a，相当于5.875a×5=29.375a
通入的空气与乙烯的体积比的最小值为29.375a：8a=3.68  
答：通入的空气与乙烯的体积比的最小值为3.68． (1)/(2)111222×3.75a=1.875a
反应③中最少消耗氧气1.5a
即最少共消耗氧气：5.875a，相当于5.875a×5=29.375a
通入的空气与乙烯的体积比的最小值为29.375a：8a=3.68  
答：通入的空气与乙烯的体积比的最小值为3.68．