乙烯是制造塑料、合成橡膠和合成纖維等化學(xué)產(chǎn)品的基本原料。C2H6裂解制C2H4是化學(xué)工業(yè)的一個(gè)重要研究課題，目前裂解方法有電催化、光催化裂解、直接裂解、氧氣或二氧化碳氧化乙烷裂解等。乙烷直接裂解、乙烷二氧化碳氧化裂解和乙烷氧氣氧化裂解的反應(yīng)如下：
（Ⅰ）C2H6（g）?C2H4（g）+H2（g）ΔH1=+125kJ?mol-1
（Ⅱ）CO2（g）+C2H6（g）?C2H4（g）+CO（g）+H2O（g）ΔH2=+177kJ?mol-1
（Ⅲ）2C2H6（g）+O2（g）?2C2H4（g）+2H2O（g）ΔH3=-211.6kJ?mol-1
回答下列問(wèn)題：
（1）已知鍵能：E（C—H）=416kJ?mol-1，E（H—H）=436kJ?mol-1，由此計(jì)算生成1mol碳碳π鍵放出的能量為 271271kJ。
（2）在一絕熱的恒容密閉容器中，通入一定量的C2H6發(fā)生反應(yīng)（Ⅰ），反應(yīng)過(guò)程中容器內(nèi)壓強(qiáng)（p）與時(shí)間（t）變化如圖1所示，隨著反應(yīng)進(jìn)行，a～b段壓強(qiáng)減小的原因是 反應(yīng)（Ⅰ）吸熱，反應(yīng)初期，反應(yīng)正向進(jìn)行，盡管容器內(nèi)氣體分子數(shù)增多，但反應(yīng)吸熱，溫度降低引起的壓強(qiáng)減小的程度大于氣體分子增多引起壓強(qiáng)增大的程度反應(yīng)（Ⅰ）吸熱，反應(yīng)初期，反應(yīng)正向進(jìn)行，盡管容器內(nèi)氣體分子數(shù)增多，但反應(yīng)吸熱，溫度降低引起的壓強(qiáng)減小的程度大于氣體分子增多引起壓強(qiáng)增大的程度。
（3）反應(yīng)（Ⅱ）的Arrhenius經(jīng)驗(yàn)公式實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖2中曲線a所示，已知Arrhenius經(jīng)驗(yàn)公式Rlnk=-EaT+C（Ea為活化能，k為速率常數(shù)，R和C為常數(shù)）反應(yīng)的活化能Ea=2626kJ?mol-1。當(dāng)改變外界條件時(shí)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖中曲線b所示，則實(shí)驗(yàn)可能改變的外界條件是 加入催化劑或增大催化劑表面積加入催化劑或增大催化劑表面積。
（4）乙烷氧氣氧化裂解制乙烯，除發(fā)生反應(yīng)（Ⅲ）之外，還發(fā)生副反應(yīng)（Ⅳ）：2C2H6（g）+7O2（g）?4CO2（g）+6H2O（g）。在800℃時(shí)用乙烷氧氣氧化裂解制乙烯，乙烷的轉(zhuǎn)化率、乙烯的選擇性和收率隨投料比n（C2H6）n（O2）的變化關(guān)系如圖所示：
已知：C2H4的選擇性=生成的物質(zhì)的量參加反應(yīng)的物質(zhì)的量×100%C2H4的收率=C2H6的轉(zhuǎn)化率×C2H4的選擇性
①控制n（C2H6）n（O2）=2而不采用選擇性更高的n（C2H6）n（O2）=3.5，除可防止積碳外，另一原因是 n（C2H6）n（O2）為2～3.5 時(shí)，乙烯的收率幾乎不變n（C2H6）n（O2）為2～3.5 時(shí)，乙烯的收率幾乎不變；n（C2H6）n（O2）＜2時(shí)，n（C2H6）n（O2）越小，乙烷的轉(zhuǎn)化率越大，乙烯的選擇性和收率越小的原因是 氧氣過(guò)量，乙烷發(fā)生了深度氧化，生成CO、CO等其他物質(zhì)氧氣過(guò)量，乙烷發(fā)生了深度氧化，生成CO、CO等其他物質(zhì)。
②一定溫度和壓強(qiáng)為5.8pMPa條件下，將C2H6和O2按物質(zhì)的量之比為2：3通入密閉彈性容器中發(fā)生反應(yīng)，平衡時(shí)，C2H4選擇性為60%，C2H4的收率為48%。該溫度下，反應(yīng)2C2H6（g）+O2（g）?2C2H4（g）+2H2O（g）的Kp=51.84pMPa51.84pMPa（用含字母p的代數(shù)式表示，帶單位。已知Kp是用反應(yīng)體系中氣體的分壓來(lái)表示的平衡常數(shù)，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）
E
a
T
n
（
C
2
H
6
）
n
（
O
2
）
生成的物質(zhì)的量
參加反應(yīng)的物質(zhì)的量
n
（
C
2
H
6
）
n
（
O
2
）
n
（
C
2
H
6
）
n
（
O
2
）
n
（
C
2
H
6
）
n
（
O
2
）
n
（
C
2
H
6
）
n
（
O
2
）
n
（
C
2
H
6
）
n
（
O
2
）
n
（
C
2
H
6
）
n
（
O
2
）
【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算；有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算．
【答案】271；反應(yīng)（Ⅰ）吸熱，反應(yīng)初期，反應(yīng)正向進(jìn)行，盡管容器內(nèi)氣體分子數(shù)增多，但反應(yīng)吸熱，溫度降低引起的壓強(qiáng)減小的程度大于氣體分子增多引起壓強(qiáng)增大的程度；26；加入催化劑或增大催化劑表面積；為2～3.5 時(shí)，乙烯的收率幾乎不變；氧氣過(guò)量，乙烷發(fā)生了深度氧化，生成CO、CO等其他物質(zhì)；51.84pMPa
n
（
C
2
H
6
）
n
（
O
2
）
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：25引用：2難度：0.5
相似題
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1．氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來(lái)，氫氣是一種清潔能源。
（1）利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來(lái)源。已知：H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ?mol-1。
（2）T1℃時(shí)，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉(zhuǎn)化率為；保持其他條件不變，溫度改為T(mén)2℃，經(jīng)25s后達(dá)到平衡，測(cè)得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí)，向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算）Pa2。
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大，則該條件是（填標(biāo)號(hào)）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
D.加入合適的催化劑
（4）工業(yè)上，以KNH2和液氨為電解質(zhì)，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為，一段時(shí)間后陰、陽(yáng)兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為。發(fā)布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
2．反應(yīng) 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進(jìn)行，半分鐘后，C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ?。?/h2>
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：60引用：6難度：0.6 -
3．將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5min后，測(cè)得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時(shí)A的濃度c（A）=mol/L，反應(yīng)開(kāi)始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應(yīng)速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：163引用：26難度：0.3
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