Question

【题目】丙烯和乙烯都是石油化工最重要的基础原料，可用于生产多种重要的有机化工产品。主要的工业生产途径如下：

途径I：CH3CH2CH3(g) CH2=CHCH3(g)+H2(g) △H1

途径II ：nCH3OH(g) CnH2n(g)+nH2O(g)(n为2或3) △H2<0

回答下列问题：

（1）已知：丙烷、丙烯、氢气的燃烧热分别为2219.9 kJ·mol-1 、2056.5 kJ·mol-1 和285.8 kJ·mol-1 ，则△H1=________ kJ·mol-1 。

（2）途径I制备丙烯，要提高丙烯的产率最好采用____________条件。(填“高压”或“低压”)

（3）途径II控制适当的条件(温度、压强、催化剂等)可以调节N(N=n(乙烯)/n(丙烯))在0~1.5之向变化，回答下列问题：

①要大幅度提高丙烯在最终产物中的比率，需要控制的适当条件是______________________。

②在体积为1m3的反应器中投入0.64t甲醇，1h 后，反应器中的压强增加了30%，则甲醇的转化率为______(用N=1进行计算)。

（4）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2 和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。

①写出该电池负极的电极反应式：_____________，CO32-移向电池的___极 (填“正”或“负”)。

②当电池消耗0.005mol C3H8时，正极消耗气体的总体积为_____L (标准状况下)。

③用该电池电解1000mL1mol/L的AgNO3溶液、此电解池的总反应方程式为____________。

Answer 1

【答案】 +122.4 低压 加入高选择性的催化剂 75% C3H8-20e-+10CO32-==13CO2+4H2O 负 1.68 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3

【解析】（1）对应的热化学方程式为：①C3H8(g)+5O2 (g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H3=-2219.9 kJ·mol-1

②H2(g)+1/2O2（g）=H2O（l） △H4=-285.8 kJ·mol-1

③ C3H6（g）+9/2O2（g）=3CO2（g）+3H2O(l) △H5=-2056.5 kJ·mol-1

-②-③可得：CH3CH2CH3(g) CH2=CHCH3(g)+H2(g) △H1=△H3-△H4-△H5

所以△H1=△H3-△H4-△H5=-2219.9 kJ·mol-1+285.8 kJ·mol-1+2056.5 kJ·mol-1= +122.4 kJ·mol-1。

（2）CH3CH2CH3(g) CH2=CHCH3(g)+H2(g) (g)是一个气体分子数增大的反应，所以低压，有利于平衡正向移动，提高丙烯的产率，故答案为低压。

（3）①有些催化剂具有化学选择性，只能催化某一个反应，使该反应成为最主要的反应，从而提高特定的产物在所有产物中的比例，故答案为：加入高选择性的催化剂。②当生产的乙烯和丙烯的物质的量之比为1:1时，发生的反应的方程式为5CH3OHC2H4+C3H6+5H2O，设反应的甲醇的物质的量为x，根据压强比等于气体的物质的量之比，利用差量法解答：

5CH3OHC2H4+C3H6+5H2O △n

5 1+1+5-5=2

x 0.64×106/32×30%=6×103

所以有= 解得x=15000，所以甲醇的转化率=15000÷（0.64×106÷32）×100% =75% 。

（4）①燃料电池中燃料丙烷所在的电极作负极，丙烷失去电子生成CO2和H+，H+与电解质中的CO32-能继续反应，所以电极方程式为C3H8-20e-+10CO32-==13CO2+4H2O；原电池中CO32-移向负极。②消耗0.005mol C3H8时转移的电子的物质的量为0.1mol，正极的电极方程式为：O2+2CO2+4 e-=2CO32-，所以总共消耗的气体的体积为3/4×0.1×22.4L= 1.68L。③电解AgNO3溶液时，阳极OH-放电生成O2，溶液呈酸性生成HNO3，阴极Ag+得到电子生成Ag单质，总方程式为：4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3。