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乙烯是世界上產(chǎn)量最大的化學(xué)品之一,是石油化工產(chǎn)業(yè)的核心。其制備方法在不斷的優(yōu)化,以乙烷為原料制備乙烯,成本較低。
(1)傳統(tǒng)制備方法:乙烷催化裂解法發(fā)生的反應(yīng)為:C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)△H
①已知:298K時(shí),相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)能量如圖1。則△H=
+136kJ/mol
+136kJ/mol
。
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②850℃,恒壓條件下,常需要通入大量水蒸氣,目的是
使平衡C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)向正反應(yīng)方向移動(dòng),增大乙烯的產(chǎn)量
使平衡C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)向正反應(yīng)方向移動(dòng),增大乙烯的產(chǎn)量

(2)乙烷氧化裂解制乙烯[主反應(yīng)為C2H6(g)+
1
2
O2(g)?C2H4(g)+H2O(g)]
①“乙烷催化裂解法”制備乙烯時(shí),常會(huì)發(fā)生積碳反應(yīng):C2H6(g)?2C(s)+3H2(g),生成的碳會(huì)附著在催化劑的表面,降低催化劑的活性,而“乙烷氧化裂解制乙烯”時(shí),很少有積碳,可能原因是
高溫條件下,O2與C發(fā)生反應(yīng)生成CO2,從而使積碳減少
高溫條件下,O2與C發(fā)生反應(yīng)生成CO2,從而使積碳減少

②探究該反應(yīng)的適宜條件,得到如圖數(shù)據(jù)。
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已知:C2H4的選擇性:指轉(zhuǎn)化的C2H6中生成C2H4的百分比;乙烯的收率=C2H6的轉(zhuǎn)化率×C2H4的選擇性。
圖甲:表示其它條件相同,不同溫度條件下,組成相同的原料氣,反應(yīng)相同的時(shí)間,測(cè)得的C2H6的轉(zhuǎn)化率、C2H4的選擇性以及乙烯的收率與溫度的關(guān)系。
圖乙:表示其他條件相同,C2H6的轉(zhuǎn)化率、C2H4的選擇性以及乙烯的收率隨原料氣中
n
C
2
H
6
n
O
2
的變化情況。
用該方法制備乙烯應(yīng)該選擇的適宜條件為:溫度
850℃(840℃~860℃之間均可)
850℃(840℃~860℃之間均可)
;
n
C
2
H
6
n
O
2
=
2.0
2.0

(3)某乙烯熔融燃料電池工作原理如圖2所示:則負(fù)極的電極反應(yīng)式為
C2H4-12e-+6CO32-=8CO2+2H2O
C2H4-12e-+6CO32-=8CO2+2H2O
。

【答案】+136kJ/mol;使平衡C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)向正反應(yīng)方向移動(dòng),增大乙烯的產(chǎn)量;高溫條件下,O2與C發(fā)生反應(yīng)生成CO2,從而使積碳減少;850℃(840℃~860℃之間均可);2.0;C2H4-12e-+6CO32-=8CO2+2H2O
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:105引用:3難度:0.7
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  • 1.升高溫度,下列數(shù)據(jù)不一定增大的是(  )

    發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:31引用:4難度:0.7
  • 2.催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生以下兩個(gè)平衡反應(yīng)。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(  )
    ①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ?mol-1
    ②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ?mol-1

    發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:90引用:3難度:0.5
  • 3.現(xiàn)代工業(yè)將煤汽化,既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放,又可以擴(kuò)大水煤氣的用途.甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用水煤氣來(lái)合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
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    (1)如圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線.
    ①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1
    K2(填“>”、“<”或“=”).
    ②以下有關(guān)說(shuō)法正確的是
     

    a.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
    b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
    c.使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間并提高CH3OH的產(chǎn)率
    d.某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測(cè)得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
    (2)已知在常溫常壓下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ?mol-1
    ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ?mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ?mol-1
    則:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
     
    kJ?mol-1
    (3)2009年10月,中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動(dòng)式電堆.甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示.
    ①該電池正極的電極反應(yīng)式為
     

    ②工作一段時(shí)間后,當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí),有
     
    個(gè)電子發(fā)生轉(zhuǎn)移.
    (4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實(shí)驗(yàn)室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是
     
    、
     
    (用相關(guān)的電極反應(yīng)式和離子方程式表示)

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:25引用:3難度:0.5
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