Question

广东省近几年来的乙烯产量一直居全国之首．工业上常用乙烷裂解制取乙烯：C₂H₆（g）?C₂H₄（g）+H₂（g）△H
回答下列问题：
（1）C₂H₆分子中，存在的共价键类型有：    ．
（2）下表为一些共价键在断裂（或生成）时，所吸收（或放出）的能量：

化学键	H-H	C-H	C-C	C=C
吸收或放出的能量 E/（kJ．mol-1）	435.3	414.4	345.6	615.3

上述反应的△H=    ．
（3）将1.00mol乙烷充入容积为1.00L的恒容密闭容器，一定温度下发生反应，平衡时测得乙烷的物质的量为0.20mol．求该温度下反应的平衡常数及乙烷的平衡转化率．（写出计算过程）
（4）实际生产中，常在恒温恒压下采用加入水蒸气的方法来提高乙烯的产率（水蒸汽在此条件下不参与反应），原因是    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）同种原子之间形成的共价键为非极性键，不同原子形成的共价键为极性键；
（2）反应热△H=反应物总键能-生成物总键能；
（3）平衡常数指生成物浓度的系数次幂之积与反应物浓度系数次幂之积的比值，平衡常数k=，根据平衡时乙烷的物质的量，利用三段式计算出平衡时各组分的物质的量，进而求出平衡时各组分的浓度，代入平衡常数计算；利用转化率的定义计算乙烷的平衡转化率；
（4）恒温恒压下加入水蒸气，系统总压不变，体积增大，各物质的浓度同等程度减小，浓度商Qc＜平衡常数K．
解答：解：（1）C₂H₆是烷烃，分子中存在C-C单键和C-H键．C-C单键为非极性键，C-H键为极性键．所以C₂H₆分子中含有非极性键、极性键，
故答案为：非极性键、极性键；
（2）反应C₂H₆（g）?C₂H₄（g）+H₂（g）的反应热△H=345.6 kJ．mol^-1+6×414.4 kJ．mol^-1-（615.3kJ．mol^-1+4×414.4 kJ．mol^-1）-435.3 kJ．mol^-1=+123.8 kJ．mol^-1，
故答案为：+123.8 kJ．mol^-1；
（3）对于反应         C₂H₆（g）   C₂H₄（g）+H₂（g）
起始时物质的量/mol：1.00        0 0
变化的物质的量/mol：1.0-0.2=0.8            0.8      0.8
平衡时物质的量/mol：0.20          0.8   0.8
平衡时各物质的浓度/mol．L^-1：0.20    0.8 0.8
所以平衡常数k===3.2，
乙烷的平衡转化率=×100%=80%，
答：平衡常数为3.2，乙烷的平衡转化率80%；
（4）恒温恒压下加入水蒸气，系统总压不变，体积增大，各物质的浓度同等程度减小，浓度商Qc＜平衡常数K，平衡向着正反应方向移动，所以乙烯的产率提高，
故答案为：恒温恒压下加入水蒸气，系统总压不变，体积增大，各物质的浓度同等程度减小，浓度商Qc＜平衡常数K．
点评：本题考查化学键、反应热、化学平衡移动与计算等内容，难度中等，旨在检查学生对知识的掌握与运用能力．