题目内容
【题目】中科院大连化学物理研究所的一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，如图所示，甲烷在催化作用下脱氢，在不同温度下分别形成
、
、
等自由基，在气相中经自由基：CH2偶联反应生成乙烯(该反应过程可逆)
(1)已知相关物质的燃烧热如表所示，写出甲烷制备乙烯的热化学方程式__________。
(2)现代石油化工采用Ag作催化剂，可实现乙烯与氧气制备X(分子式为C2H4O，不含双键)该反应符合最理想的原子经济，则反应产物是__________(填结构简式)
(3)在400℃时，向初始体积为1L的恒压密闭反应器中充入1molCH4，发生(1)中反应，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为25.0%。则：
①在该温度下，其平衡常数KC＝__________。
②若向该反应器中通入高温水蒸气(不参加反应，高于400℃)，则C2H4的产率__________。(填“增大”“减小”“不变”或“无法确定”)，理由是__________。
③若反应器的体积固定，不同压强下可得变化如图所示，则压强p1与p2的大小关系是__________。
(4)实际制备C2H4时，通常存在副反应2CH4(g)
C2H6(g)＋H2(g)。反应器和CH4起始量不变，不同温度下C2H6和C2H4的体积分数与温度的关系曲线如图所示。在温度高于600℃时，有可能得到一种较多的双碳有机副产物的名称是__________。
(5)C2H4、C2H6常常作为燃料电池的原料，请写出C2H4在NaOH溶液中做燃料电池的负极的电极反应方程式__________。
【答案】2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)ΔH=+202.0kJ/mol 
1.0 增大 该反应为气体体积增大的吸热反应，通入高温水蒸汽相当于加热，同时通入水蒸气，反应器的体积增大，相当于减小压强，均使平衡右移，C2H4的产率增大 p1>p2 乙炔 16OH—+C2H4—12e—=2
+10H2O
【解析】
(1)根据表格中数据书写H2、CH4、C2H4燃烧热的热化学方程式，由盖斯定律计算；
(2)X的分子式C2H4O，不含双键，判断出X的结构简式；
(3)①根据三段式结合平衡混合气体中C2H4的体积分数为25.0%计算；
②通入高温水蒸气，相当于加热和减小压强，根据(2)中的反应并结合平衡的影响因素分析解答；
③若容器体积固定，根据反应的特征结合压强对平衡的影响分析判断；
(4)由图可知，温度高于600℃时，有较多的自由基
生成；
(5)燃料电池中，通入燃料的一极为负极，通入氧气的一极为正极，据此分析书写电极反应。
(1)根据表格中数据有：①H2(g)+
O2(g)═H2O(l)△H1=-285.8kJ/mol；
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H2=-890.3kJ/mol；
③C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H3=-1411.0kJ/mol；
甲烷制备乙烯的化学方程式为：2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)，根据盖斯定律，将②×2-③-①×2得到，2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)△H=2△H2-△H3-2△H1=+202.0kJ/mol；
(2)由题意乙烯与氧气催化制备X，X的分子式C2H4O，不含双键，反应符合最理想的原子经济可知，X的结构简式为
；
(3)①400℃时，向1L的恒容反应器中充入1molCH4，发生上述反应，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为25.0%，设转化的甲烷为x，由此建立如下三段式：
相同条件下气体的体积比等于物质的量之比，所以有
=25%，解得x=
mol，平衡时气体的总物质的量为(++
)mol=
mol，容器恒压，则气体的物质的量之比等于体积之比，原体积为1L，则此时体积应为L，所以化学平衡常数KC=
=
=1.0；
②甲烷制备乙烯的反应为气体体积增大的吸热反应，通入高温水蒸气，相当于加热，平衡右移，产率增大；同时通入水蒸气，容器的体积增大，相当于减小压强，平衡右移，产率也增大，因此C2H4的产率将增大；
③若容器体积固定，甲烷制备乙烯的反应为气体体积增大的反应，温度相同时，增大压强平衡向逆反应方向移动，CH4的平衡转化率降低，因此p1＞p2；
(4)据图可知温度高于600℃时，应有较多的自由基生成，自由基结合生成
，则双碳有机副产物为乙炔；
(5)燃料电池通入燃料的一极为负极，负极化合价升高，C2H4在NaOH溶液中转化为CO32-，电极反应式为：C2H4-12e-+16OH-=2CO32-+10H2O。
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【题目】实验室用卤块（主要成分为MgCl2·6H2O，含有MgSO4.FeCl2等杂质）制备少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下：
已知：①四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示。
②室温时一些物质的Ksp如下表：
化学式 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Mg(OH)2 |
Ksp | 8.0×10-16 | 8.0×10-38 | 1.8x10-11 |
③Mg(ClO3)2有较强的氧化性，其还原产物是Cl-.
（1）H2O2的电子式为_________
（2）滤渣的成分是____________（填化学式）；
（3）经测定，D中铁离子的浓度为1×10-5 mol/L,则x为______
（4）D中所发生的化学反应方程式为_____，框图中由D→......→制Mg(ClO3)2·6H2O晶体的实验步骤依次为：①加热蒸发；②_______（请补充）；③冷却结晶；④过滤洗涤。
（5）产品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的测定：
步骤1：准确称量3.50 g产品配成100 mL溶液。
步骤2：取10.00 mL试液于锥形瓶中，加入10.00 mL稀硫酸和20 .00mL 1.000 mol/L的FeSO4溶液，微热。
步骤3：冷却至室温，用0.100 mol/L K2Cr2O7溶液滴定剩余的Fe2＋至终点。
步骤4：将步骤2、3重复两次
①步骤3中发生反应的离子方程式____________
②步骤3中若滴定前不用标准液润洗滴定管，将会导致最终结果_____（填“偏大”. “偏小”或“不变”）。
③若平均消耗K2Cr2O7溶液15.00 mL，则产品中Mg(ClO3)2·6H2O（其M=299g/mol）的质量分数为___________
【题目】已知反应A(g)＋B(g) 
C(g)＋D(g)的平衡常数K值与温度的关系如表所示，830 ℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.20 mol A和0.20 mol B,10 s时达平衡。下列说法不正确的是
温度/℃ | 700 | 830 | 1200 |
K值 | 1.7 | 1.0 | 0.4 |
A. 达到平衡后，B的转化率为50%
B. 增大压强，正、逆反应速率均加快
C. 该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动
D. 反应初始至平衡，A的平均反应速率v(A)＝0.005 mol·L－1·s－1
