Question

【題目】乙烯、環(huán)氧乙院是重要的化工原料，用途廣泛。回答下列問題：

已知：I.2CH2=CH2(g)+O2(g)2(g) △H1=-206.6kJmo1-1

II.CH2=CH2(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O（1） △H2

III.2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+4H2O（1） △H3

（1）反應(yīng)III：△S(填“>”“<”或“=”)___0。

（2）熱值是表示單位質(zhì)量的燃料完全燃燒時(shí)所放出的熱量，是燃料質(zhì)量的一種重要指標(biāo)。已知乙烯的熱值為50.4kJg-1，則△H3=___kJmol-1

（3）實(shí)驗(yàn)測得2CH2=CH2(g)+O2(g)2(g)中，v逆=k逆c2(），v正=k正c2(CH2=CH2)c(O2)(k正、k逆為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān)）。

①反應(yīng)達(dá)到平衡后，僅降低溫度，下列說法正確的是（________）

A.k正、k逆均增大，且k正增大的倍數(shù)更多

B.k正、k逆勻減小，且k正減小的倍數(shù)更少

C.k正增大、k逆減小，平衡正向移動

D.k正、k逆均減小，且k逆減小的倍數(shù)更少

②若在1L的密閉容器中充入1molCH2=CH2(g)和1molO2(g)，在一定溫度下只發(fā)生反應(yīng)I，經(jīng)過10min反應(yīng)達(dá)到平衡，體系的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?/span>0.875倍，則0~10min內(nèi)v(O2)=___，=___。

（4）現(xiàn)代制備乙烯常用乙烷氧化裂解法：

C2H6(g)+O2(g)=C2H4(g)+H2O(g) △H2=-110kJmol-1，反應(yīng)中還存在CH4、CO、CO2等副產(chǎn)物（副反應(yīng)均為放熱反應(yīng)），圖1為溫度對乙烷氧化裂解反應(yīng)性能的影響。

①乙烷的轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而升高的原因是___；反應(yīng)的最佳溫度為___（填序號）。

A.650℃ B.700℃ C.850℃ D.900℃

［乙烯選擇性=；乙烯收率=乙烷轉(zhuǎn)化率×乙烯選擇性］

②工業(yè)上，保持體系總壓恒定為l00kPa的條件下進(jìn)行該反應(yīng)，通常在乙烷和氧氣的混合氣體中摻混惰性氣體（惰性氣體的體積分?jǐn)?shù)為70%)，摻混惰性氣體的目的是___。

Answer 1

【答案】＜ －2615.8 B 0.025 molL1min1 0.75 溫度升高，反應(yīng)速率加快，轉(zhuǎn)化率升高 C 正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)，恒壓充入惰性氣體相當(dāng)于擴(kuò)大容器體積，降低分壓，有利于平衡正向移動

【解析】

⑴反應(yīng)III是體積減小的反應(yīng)。

⑵先根據(jù)乙烯的熱值為50.4kJ·g1，求出△H2，再根據(jù)蓋斯定律計(jì)算△H3。

⑶①該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，速率降低；②建立三步走進(jìn)行計(jì)算。

⑷①由圖可知，隨溫度的升高，乙烷的轉(zhuǎn)化率再升高，考慮化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素；根據(jù)圖中要使乙烷的轉(zhuǎn)化率盡可能高，而副產(chǎn)物又相對較少，及乙烯的選擇性較高。

②正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)，恒壓充入惰性氣體相當(dāng)于擴(kuò)大容器體積，降低分壓，利于平衡正向移動。

⑴反應(yīng)III是體積減小的反應(yīng)，因此△S ＜ 0；故答案為：＜。

⑵已知乙烯的熱值為50.4kJ·g1，則△H2=－1411.2 kJ·mol1將第II個(gè)方程式的2倍減去第I個(gè)方程式得到III，則△H3=－2615.8·mol1；故答案為：－2615.8·mol1。

⑶①該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)達(dá)到平衡后，僅降低溫度，速率降低，k正、k逆勻減小，平衡向放熱方向即正向進(jìn)行，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，因此k正減小的倍數(shù)更少；故答案為：B。

②

，x=0.25mol，則0~10min內(nèi)，k逆c2(）=k正c2(CH2=CH2)c(O2)，；故答案為：0.025 molL1min1；0.75。

⑷①由圖可知，隨溫度的升高，乙烷的轉(zhuǎn)化率再升高，考慮化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素，溫度升高，反應(yīng)速率加快，轉(zhuǎn)化率升高；根據(jù)圖中要使乙烷的轉(zhuǎn)化率盡可能高，而副產(chǎn)物又相對較少，及乙烯的選擇性較高，應(yīng)找到乙烯收率較高時(shí)的溫度，對應(yīng)溫度為850℃；故答案為：溫度升高，反應(yīng)速率加快，轉(zhuǎn)化率升高；850℃。

②工業(yè)上，保持體系總壓恒定為100kPa的條件下進(jìn)行該反應(yīng)，通常在乙烷和氧氣的混合氣體中摻混惰性氣體(惰性氣體的體積分?jǐn)?shù)為70%)，摻混惰性氣體的目的是正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)，恒壓充入惰性氣體相當(dāng)于擴(kuò)大容器體積，降低分壓，有利于平衡正向移動；故答案為：正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)，恒壓充入惰性氣體相當(dāng)于擴(kuò)大容器體積，降低分壓，有利于平衡正向移動。