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(wèn)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a mol C2H4（g）和 a mol 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”），理由為____。

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b MPa，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(guò)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 溫度越高，乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率越低 1.9amol D > 陽(yáng) CH3CHO-2e-+H2O=CH3COOH+2H+

【解析】

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

（2）①由圖可知，溫度越高，乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率越低，說(shuō)明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。故答案為：放，溫度越高，乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率越低。

②由圖可知，A點(diǎn)時(shí)乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率為10%，則平衡時(shí)C2H4（g）、H2O（g）、C2H5OH（g）的物質(zhì)的量分別為0.9a mol、0.9a mol、0.la mol，總的物質(zhì)的量為1.9amol。平衡時(shí)A點(diǎn)對(duì)應(yīng)容器的總壓強(qiáng)為b MPa，故C2H4（g）、H2O（g）、C2H5OH（g）的分壓分別為、、，則。故答案為：1.9amol，】。

③平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等，即。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。故選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+。