Question

【題目】乙烯的分子式為C2H4，是一種重要的化工原料和清潔能源，研究乙烯的制備和綜合利用具有重要意義。請(qǐng)回答下列問題：

（1）乙烯的制備：工業(yè)上常利用反應(yīng)C2H6（g）=C2H4（g）+H2（g）△H制備乙烯。

已知：Ⅰ.C2H4（g）+3O2（g）=2CO2（g）+2H2O（l） △H1=-1556.8kJ·mol-1；

Ⅱ.H2（g）+O2(g)=H2O（1） △H2=-285.5kJ·mol-1；

Ⅲ.C2H6（g）+O2(g)=2CO2（g）+3H2O（l） △H3= -1559.9kJ·mol-1。

則△H=___kJ·mol-1。

（2）乙烯可用于制備乙醇：C2H4（g）+H2O（g）=C2H5OH（g）。向某恒容密閉容器中充入amolC2H4（g）和amol H2O（g），測(cè)得C2H4（g）的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示：

①該反應(yīng)為___熱反應(yīng)（填“吸”或“放”）。

②A點(diǎn)時(shí)容器中氣體的總物質(zhì)的量為___。已知分壓=總壓×氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，用氣體分壓替代濃度計(jì)算的平衡常數(shù)叫壓強(qiáng)平衡常數(shù)（KP），測(cè)得300℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)該容器內(nèi)的壓強(qiáng)為bMPa，則A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下的KP=___MPa-1（用含b的分?jǐn)?shù)表示）。

③已知：C2H4（g）+H2O（g）=C2H5OH（g）的反應(yīng)速率表達(dá)式為v正=k正c（C2H4）·c（H2O），v逆=k逆c（C2H5OH），其中，k正、k逆為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān)。則在溫度從250℃升高到340℃的過程中，下列推斷合理的是___（填選項(xiàng)字母）。

A.k正增大，k逆減小 B.k正減小，k逆增大

C.k正增大的倍數(shù)大于k逆 D.k正增大的倍數(shù)小于k逆

④若保持其他條件不變，將容器改為恒壓密閉容器，則300℃時(shí)，C2H4（g）的平衡轉(zhuǎn)化率___10%（填“>”“<”或“=”）。

（3）乙烯可以被氧化為乙醛（CH3CHO），電解乙醛的酸性水溶液可以制備出乙醇和乙酸，則生成乙酸的電極為____極（填“陰”或“陽(yáng)”），對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式為___。

Answer 1

【答案】+282.4 放 1.9amol D > 陽(yáng) CH3CHO-2e-+H2O=CH3COOH+2H+

【解析】

（1）由蓋斯定律Ⅲ-Ⅱ-Ⅰ得C2H6（g）C2H4（g）+H2（g）△H進(jìn)行相應(yīng)的改變；

（2）①由圖可知，溫度越高，乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率越低，則平衡逆向移動(dòng)；

②由圖可知，A點(diǎn)時(shí)乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率為10%，利用三行式計(jì)算各組分的平衡物質(zhì)的量和總物質(zhì)的量，再利用平衡常數(shù)的表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算；

③升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，即k正和k逆均增大，但由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，K減小；

④正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，平衡時(shí)，與恒容容器相比，恒壓密閉容器壓強(qiáng)更大，反應(yīng)正向進(jìn)行程度更大；

（3）乙醛在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成乙酸。

（1）由蓋斯定律Ⅲ一Ⅱ一Ⅰ可知，△H=（-1559.9kJ·mol-1）-（-285.5kJ·mol-1）-（-1556.8kJ·mol-1）=+282.4kJ·mol-1，

答案為：+282.4；

（2）①由圖可知，溫度越高，乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率越低，說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，

故答案為：放；

②由圖可知，A點(diǎn)時(shí)乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率為10%，

可逆反應(yīng)C2H4（g）+H2O（g）C2H5OH（g）

開始（mol）a a 0

反應(yīng)（mol）0.1a 0.1a 0.1a

平衡（mol）0.9a 0.9a 0.1a

混合氣體總物質(zhì)的量=（0.9+0.9+0.1）amol=1.9amol，

平衡時(shí)A點(diǎn)對(duì)應(yīng)容器的總壓強(qiáng)為bMPa，故C2H4（g）、H2O（g）、C2H5OH（g）的分壓分別為MPa、MPa、MPa，則Kp==MPa-1，

故答案為：1.9amol ； ；

③平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，即K==。升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，即k正和k逆均增大，但由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，K減小，故k正增大的倍數(shù)小于k逆，

故答案為：D；

④正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，平衡時(shí)，與恒容容器相比，恒壓密閉容器壓強(qiáng)更大，反應(yīng)正向進(jìn)行程度更大，C2H4（g）的平衡轉(zhuǎn)化率更高，

故答案為：>。

（3）乙醛在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成乙酸，電極反應(yīng)式為CH3CHO-2e-+H2O=CH3COOH+2H+，

故答案為：陽(yáng) ； CH3CHO-2e-+H2O=CH3COOH+2H+。