Question

【題目】乙烯是合成纖維、合成橡膠、合成塑料、合成乙醇的基本化工原料�；卮鹣铝袉栴}：

（1）實驗室快速制取少量乙烯可用乙烯利（）與NaOH溶液反應(yīng)制取。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________（磷轉(zhuǎn)化為磷酸正鹽）。

（2）乙烷裂解制備乙烯越來越受到石化企業(yè)的重視。已知部分熱化學(xué)方程式如下：

Ⅰ．C2H6（g）=C2H4（g）＋H2（g） △H1＝＋137kJ·mol－1

Ⅱ．CO2（g）＋H2（g）=CO（g）＋H2O（g） △H2＝＋42kJ·mol－1

Ⅲ．C2H6（g）＋CO2（g）=C2H4（g）＋CO（g）＋H2O（g） △H3

①反應(yīng)Ⅲ的△H3＝________kJ·mol－1。

②若在1273K時，100kPa下反應(yīng)（Ⅰ）達到平衡時，混合氣體中C2H4、C2H6、H2的物質(zhì)的量分別為0.047、0.006、0.047，則乙烯的分壓為p（C2H4）＝________kPa；平衡常數(shù)Kp＝________（Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，計算結(jié)果保留1位小數(shù)）。

③恒溫恒容密閉容器中進行的反應(yīng)（Ⅱ），能說明已達到平衡狀態(tài)的是________（填字母）。

a．壓強不再隨時間變化 b．混合氣體密度不再隨時間變化

c．v（H2）正＝v（CO）逆 d．單位時間內(nèi)斷裂C＝O的數(shù)目與斷裂H－O的相等

④乙烷直接裂解以及與CO2耦合裂解可能發(fā)生的反應(yīng)及平衡轉(zhuǎn)化率（α）與溫度（T）的關(guān)系分別如下圖所示，已知：a．C2H6=C2H4＋H2；b．C2H6＋CO2=C2H4＋CO＋H2O；c．C2H6＋2CO2=4CO＋H2；d．2C2H6＋CO2=C2H4＋2CO＋2H2＋CH4；e．16C2H6＋9CO2=14C2H4＋12CO＋12H2＋6H2O＋CH4。

下列說法正確的是________（填字母）。

a．600℃以下，反應(yīng)a的趨勢最大

b．CO2和C2H6耦合裂解有利于提高乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率

c．過量CO2和C2H6耦合高溫裂解，可較好防止催化劑表面結(jié)炭

d．用合適的催化劑催化CO2和C2H6耦合裂解，可提高反應(yīng)平衡常數(shù)

（3）以太陽能電池為電源，利用電解法也可實現(xiàn)CO2制備乙烯，其裝置如圖所示。電極a為電源的________（填“正極”或“負極”），生成乙烯的電極反應(yīng)式為________。

Answer 1

【答案】 ＋179 47 368.2 cd bc 負極 2CO2＋12H＋＋12e－＝CH2＝CH2＋4H2O

【解析】

（2）①利用蓋斯定律；

②分壓=物質(zhì)的量分數(shù)總壓，代入平衡常數(shù)表達式可解；

③緊扣“逆向相等，變量不變”判斷平衡狀態(tài)；

（3）與電源負極相連的是陰極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。

（1）用與NaOH溶液反應(yīng)制取少量乙烯，且磷轉(zhuǎn)化為磷酸正鹽即Na3PO4。綜上該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；

（2）①反應(yīng)Ⅲ=反應(yīng)Ⅰ+反應(yīng)Ⅱ，則△H3＝△H1+△H2=＋179kJ·mol－1。

②在1273K時，100kPa下反應(yīng)（Ⅰ）達到平衡時，混合氣體中C2H4、C2H6、H2的物質(zhì)的量分別為0.047、0.006、0.047，乙烯的分壓為p（C2H4）＝=

47kPa；p（C2H6）＝6 kPa，p（H2）=47kPa，平衡常數(shù)Kp＝=368.2 kPa；

③a．反應(yīng)（Ⅱ）反應(yīng)前后氣體數(shù)目不變，壓強一直恒定，故壓強不再隨時間變化不能說明已達到平衡狀態(tài)，故a錯誤；

b．反應(yīng)物和生成物全是氣體，由質(zhì)量守恒可知氣體質(zhì)量不變。且恒容密閉容器，由密度=氣體質(zhì)量容器體積，可知密度一直恒定，故混合氣體密度不再隨時間變化不能說明已達到平衡狀態(tài)，故b錯誤；

c．v（H2）正＝v（CO）逆，一正一逆反應(yīng)速率，且符合方程式的化學(xué)計量數(shù)之比，能說明已達到平衡狀態(tài)，故c正確；

d．單位時間內(nèi)斷裂C＝O（正反應(yīng)方向）的數(shù)目與斷裂H－O（逆反應(yīng)方向）的相等，且符合方程式的斷鍵數(shù)目之比，能說明已達到平衡狀態(tài)，故d正確；

答案選cd。

④a．600℃以下，反應(yīng)e的α（C2H6）最大，故反應(yīng)e的趨勢最大，故a錯誤；

b．CO2和C2H6耦合裂解，可將C2H6轉(zhuǎn)化為其他氣體燃料，如CO和CH4，有利于提高乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率，故b正確；

c．過量CO2和C高溫會反應(yīng)為CO，可較好防止催化劑表面結(jié)炭，故c正確；

d．平衡常數(shù)僅受溫度影響，催化劑不會改變平衡常數(shù)，故d錯誤；

答案選bc。

（3）與電極a相連的電極上CO2轉(zhuǎn)化為乙烯，碳元素的化合價降低，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，作為陰極，故電極a為電源的負極，生成乙烯的電極反應(yīng)式為2CO2＋12H＋＋12e－＝CH2＝CH2＋4H2O。