目錄

一、競賽賽題

二、問題(1)分析

三、問題(2)分析

探究不同催化劑組合及溫度對乙醇轉化率以及C4烯烴選擇性大小的影響

（1）Co負載量

①Co負載量——乙醇轉化率

②Co負載量——C4烯烴選擇性

（2）Co/SiO2 和 HAP 裝料比

①Co/SiO2 和 HAP 裝料比——乙醇轉化率

②Co/SiO2 和 HAP 裝料比——C4烯烴選擇性

（3）乙醇濃度

①乙醇濃度——乙醇轉化率

②乙醇濃度——C4烯烴選擇性

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一、競賽賽題

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二、問題(1)分析

CUMCM 2021-B：乙醇偶合制備C4烯烴（1）_Destiny墜明的博客-CSDN博客

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三、問題(2)分析

探究不同催化劑組合及溫度對乙醇轉化率以及C4烯烴選擇性大小的影響

        首先需要根據附件一列出各催化劑組合的具體成分，並且根據單一變量的原則選取一系列平行對照實驗，對比分析實驗數據！

 

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（1）Co負載量

平行對照實驗組：A1,A2,A4,A6

裝料比        200mg：200mg

乙醇濃度         1.68ml/min

①Co負載量——乙醇轉化率

         在溫度處於275℃至325℃之間時，2wt% Co負載量對乙醇轉化率的提昇較為顯著；在溫度小於250攝氏度或大於350℃時，5wt% Co負載量對乙醇轉化率的提昇更為顯著。

        綜上，Co 負載量的增加對總體上對乙醇轉化率的提昇有益，但Co 過量負載可能會導致乙醇在某段中溫區間上的轉化效率不佳。

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②Co負載量——C4烯烴選擇性

         在250℃至350℃的反應溫度區間內，存在一個Co 最佳負載量，使得C4烯烴選擇性達到最佳。從實驗數據可知，Co 的最佳負載量處於 1wt% 的鄰域內。Co 負載量超過或低於該最佳負載，均會使C4烯烴選擇性的下降。

        綜上，Co 負載量存在一個實際最優值（接近 1wt%），使得C4烯烴選擇性達到最大。

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（2）Co/SiO2 和 HAP 裝料比

平行對照實驗組：A1,A12,A13,A14

Co 負載量        1wt%

乙醇濃度         1.68ml/min

①Co/SiO2 和 HAP 裝料比——乙醇轉化率

          當裝料總質量相同時，Co/SiO2 和 HAP 裝料比的比值越小，乙醇轉化率的提昇越顯著；當Co/SiO2 和 HAP 裝料比的比值相同時，裝料總質量越大，乙醇轉化率在中溫區間內提昇顯著，但在高溫區間的提昇效果不如裝料總質量較小的催化劑組合。

        綜上，較小的Co/SiO2 和 HAP 裝料比比值可以顯著提昇乙醇的轉化率。對於中溫區間，較大裝料總質量的催化劑組合可以提昇乙醇的轉化率；對於高溫區間，較小裝料總質量的催化劑組合反而更有優勢。

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②Co/SiO2 和 HAP 裝料比——C4烯烴選擇性

          當裝料總質量相同時，Co/SiO2 和 HAP 裝料比存在一個最佳配比，使得C4烯烴選擇性的提昇達到最優，從實驗數據可以看出該最佳配比處於 1：1 的鄰域中；當Co/SiO2 和 HAP 裝料比的比值相同時，裝料總質量越大，C4烯烴選擇性的提昇非常顯著。

        綜上，對於C4烯烴的選擇性影響最大的因素是Co/SiO2 和 HAP 的裝料總質量。裝料總質量越大，C4烯烴選擇性越大。並且Co/SiO2 和 HAP 裝料比可能存在一個接近 1： 1 最佳配比，使得C4烯烴選擇性達到最大。

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（3）乙醇濃度

平行對照實驗組：A7,A8,A9

Co 負載量        1wt%

裝料比        50mg：50mg

①乙醇濃度——乙醇轉化率

         根據化學平衡原理，反應物濃度的增加會使得平衡正移，但反應物的轉化率會隨之下降，實驗的結果與其一致，驗證了化學平衡原理的正確性。即當乙醇濃度增加時，乙醇的轉化率明顯下降。

        綜上，乙醇濃度的增加使其轉化率顯著下降。

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②乙醇濃度——C4烯烴選擇性

         從實驗數據可以看出，高濃度的乙醇會提昇C4烯烴的選擇性。合理猜測乙醇量的增加可能會抑制副反應的發生，主反應占比概率增加，從而使得C4烯烴的選擇性昇高。

        綜上，高濃度的乙醇可以顯著提昇C4烯烴的選擇性。