乙烯是制造塑料、合成橡膠和合成纖維等化學產(chǎn)品的基本原料。C2H6裂解制C2H4是化學工業(yè)的一個重要研究課題，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
回答下列問題：
（1）已知鍵能：E（C—H）=416kJ?mol-1，E（H—H）=436kJ?mol-1，由此計算生成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（Ⅰ），反應過程中容器內(nèi)壓強（p）與時間（t）變化如圖1所示，隨著反應進行，a～b段壓強減小的原因是 反應（Ⅰ）吸熱，反應初期，反應正向進行，盡管容器內(nèi)氣體分子數(shù)增多，但反應吸熱，溫度降低引起的壓強減小的程度大于氣體分子增多引起壓強增大的程度反應（Ⅰ）吸熱，反應初期，反應正向進行，盡管容器內(nèi)氣體分子數(shù)增多，但反應吸熱，溫度降低引起的壓強減小的程度大于氣體分子增多引起壓強增大的程度。
（3）反應（Ⅱ）的Arrhenius經(jīng)驗公式實驗數(shù)據(jù)如圖2中曲線a所示，已知Arrhenius經(jīng)驗公式Rlnk=-EaT+C（Ea為活化能，k為速率常數(shù)，R和C為常數(shù)）反應的活化能Ea=2626kJ?mol-1。當改變外界條件時，實驗數(shù)據(jù)如圖中曲線b所示，則實驗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（Ⅲ）之外，還發(fā)生副反應（Ⅳ）：2C2H6（g）+7O2（g）?4CO2（g）+6H2O（g）。在800℃時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，乙烯的收率幾乎不變n（C2H6）n（O2）為2～3.5 時，乙烯的收率幾乎不變；n（C2H6）n（O2）＜2時，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 氧氣過量，乙烷發(fā)生了深度氧化，生成CO、CO等其他物質(zhì)氧氣過量，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，平衡時，C2H4選擇性為60%，C2H4的收率為48%。該溫度下，反應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是用反應體系中氣體的分壓來表示的平衡常數(shù)，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)）
E
a
T
n
（
C
2
H
6
）
n
（
O
2
）
生成的物質(zhì)的量
參加反應的物質(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】化學平衡的計算；有關(guān)反應熱的計算．
【答案】271；反應（Ⅰ）吸熱，反應初期，反應正向進行，盡管容器內(nèi)氣體分子數(shù)增多，但反應吸熱，溫度降低引起的壓強減小的程度大于氣體分子增多引起壓強增大的程度；26；加入催化劑或增大催化劑表面積；為2～3.5 時，乙烯的收率幾乎不變；氧氣過量，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】
【點評】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復制發(fā)布。
發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：25引用：2難度：0.5
相似題
-
1．氫氣最早于16世紀被人工制取出來，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，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發(fā)生反應2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達到平衡時，測得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉(zhuǎn)化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經(jīng)25s后達到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時，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2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進行計算）Pa2。
②若只改變一個反應條件使Kp變大，則該條件是（填標號）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強
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。陽極的電極反應式為，一段時間后陰、陽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 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進行，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：59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：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時A的濃度c（A）=mol/L，反應開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：162引用：26難度：0.3
把好題分享給你的好友吧~~