乙烯的產(chǎn)量是一個國家石油化工水平的重要標志，研究制備乙烯的原理具有重要的意義，科學家研究出各種制備乙烯的方法。
Ⅰ．由乙烷直接脫氫或氧化脫氫制備，原理如下：
直接脫氫：C2H6（g）?C2H4（g）+H2（g）ΔH1=+123.5kJ?mol-1
氧化脫氫：2C2H6（g）+O2（g）?2C2H4（g）+2H2O（g）ΔH2＜0
（1）已知鍵能E（C-H）=413.4kJ?mol-1，E（H-H）=436kJ?mol-1，生成1mol碳碳π鍵放出的能量為 267.3267.3kJ，從熱力學角度比較直接脫氫和氧化脫氫，氧化脫氫法的優(yōu)點為 氧化脫氫的ΔH＜0，且ΔS＞0，故不需要太高溫度就可以發(fā)生（因為不需要高溫，所以不存在有機物碳化或者催化劑失活的情況）氧化脫氫的ΔH＜0，且ΔS＞0，故不需要太高溫度就可以發(fā)生（因為不需要高溫，所以不存在有機物碳化或者催化劑失活的情況）。
（2）一定溫度下，在恒容密閉容器中充入一定量的C2H6和O2，維持初始壓強p（C2H6）=10kPa,p（O2）=5kPa,發(fā)生上述兩個反應。2.5min時，p（C2H6）=6kPa,p（O2）=4kPa,則用H2的分壓變化表示直接脫氫反應的平均速率為 0.80.8kPa?min-1；反應一段時間后，C2H6和O2的消耗速率比小于2：1的原因為 生成的氫氣與氧氣反應生成了水蒸氣生成的氫氣與氧氣反應生成了水蒸氣。
Ⅱ．利用乙炔和氫氣催化加成制備乙烯，發(fā)生如下反應：
①C2H2（g）+H2（g）?C2H4（g）ΔH3＜0
②C2H2（g）+2H2（g）?C2H6（g）ΔH4＜0
保持壓強為20kPa條件下，按起始投料n（C2H2）：n（H2）=1：2，勻速通入裝有催化劑的反應器中發(fā)生反應①和②，測得不同溫度下C2H2和的轉化率如圖實線所示（圖中虛線表示相同條件下平衡轉化率隨溫度的變化）。
（3）表示H2轉化率的曲線是 nn（填“m”或“n”）。
（4）隨著溫度的升高，m和n兩條曲線都是先升高后降低，其原因是 開始階段未達到平衡，所以溫度高速率快，兩種氣體的轉化率都增大，但是隨著溫度升高，后面達到了平衡，溫度升高平衡逆向移動，故轉化率下降（當溫度高于T2時反應①生成的乙烯和氫氣反應生成了乙烷，所以兩者的轉化率是相同的）開始階段未達到平衡，所以溫度高速率快，兩種氣體的轉化率都增大，但是隨著溫度升高，后面達到了平衡，溫度升高平衡逆向移動，故轉化率下降（當溫度高于T2時反應①生成的乙烯和氫氣反應生成了乙烷，所以兩者的轉化率是相同的）。
（5）T1時，兩種物質的轉化率分別為0.75、0.5，反應①的平衡常數(shù)Kp=0.20.2kPa-1。
【答案】267.3；氧化脫氫的ΔH＜0，且ΔS＞0，故不需要太高溫度就可以發(fā)生（因為不需要高溫，所以不存在有機物碳化或者催化劑失活的情況）；0.8；生成的氫氣與氧氣反應生成了水蒸氣；n；開始階段未達到平衡，所以溫度高速率快，兩種氣體的轉化率都增大，但是隨著溫度升高，后面達到了平衡，溫度升高平衡逆向移動，故轉化率下降（當溫度高于T2時反應①生成的乙烯和氫氣反應生成了乙烷，所以兩者的轉化率是相同的）；0.2
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/5/13 8:0:8組卷：25引用：2難度：0.5
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1．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 -
2．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，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量之比為。發(fā)布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
3．將等物質的量的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：163引用：26難度：0.3
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