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(yīng)（Ⅰ），反應(yīng)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(yīng)進行，a～b段壓強減小的原因是 反應(yīng)（Ⅰ）吸熱，反應(yīng)初期，反應(yīng)正向進行，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減小的程度大于氣體分子增多引起壓強增大的程度反應(yīng)（Ⅰ）吸熱，反應(yīng)初期，反應(yīng)正向進行，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(yīng)（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(yīng)的活化能Ea=2626kJ?mol-1。當(dāng)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(yīng)（Ⅲ）之外，還發(fā)生副反應(yīng)（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(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，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(yīng)，平衡時，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
）
【答案】271；反應(yīng)（Ⅰ）吸熱，反應(yīng)初期，反應(yīng)正向進行，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】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：25引用：2難度：0.5
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1．CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下：
Ⅰ.CO2（g）+C2H6（g）?C2H4（g）+H2O（g）+CO（g）ΔH=+177kJ?mol-1（主反應(yīng)）
Ⅱ.C2H6（g）?CH4（g）+H2（g）+C（S）ΔH=+9kJ?mol-1（副反應(yīng)）
（1）反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步：
i.C2H6（g）?C2H4（g）+H2（g）ΔH1（反應(yīng)速率較快）
ii.H2（g）+CO2（g）?H2O（g）+CO（g）ΔH2=+41kJ?mol-1（反應(yīng)速率較慢）
①ΔH1=kJ?mol-1
②相比于提高c（C2H6），提高c（CO2）對反應(yīng)I速率影響更大，其原因是。
（2）向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4，選擇不同溫度對相關(guān)量的影響如圖所示，工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素，反應(yīng)選擇800℃的原因是。
（3）在800℃時，=n（CO2）n（C2H6），充入一定體積的密閉容器中，在有催化劑存在的條件下，只發(fā)生主反應(yīng)，初始壓強為P，一段時間達(dá)到平衡，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=13（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。計算結(jié)果用最簡分式表示）。
（4）工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯，只發(fā)生如下反應(yīng)：2CH4?C2H4+2H2ΔH＞0，溫度T時，向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4，僅發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)過程中CH4的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v正=k正c2（CH4），v逆=k逆c（C2H4）?c2（H2），k正、k逆為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān)，則T溫度時═k逆k正（用含有m的代數(shù)式表示）。
（5）我國科學(xué)家使用電化學(xué)的方法（裝置如圖）用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M是電源的極。
②陽極電極反應(yīng)式是。發(fā)布：2024/12/17 20:30:1組卷：24引用：2難度：0.6 -
2．一定條件下，可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算，也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)．在恒溫恒壓條件下，總壓不變，用平衡分壓計算平衡常數(shù)更方便．下列說法不正確的是（ ?。?/h2>
發(fā)布：2024/12/21 8:0:2組卷：134引用：1難度：0.7 -
3．工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO，以氨氣、氧氣為原料，在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2，兩個競爭反應(yīng)化學(xué)方程式如下：
Ⅰ．4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）
Ⅱ．4NH3（g）+3O2（g）?2N2（g）+6H2O（g）
現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中，在上述催化劑作用下反應(yīng)，相同時間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知：有效轉(zhuǎn)化率=×100%制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量
下列說法不正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/17 0:30:2組卷：81引用：5難度：0.5
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