Question

【题目】乙烯的分子式为C2H4，是一种重要的化工原料和清洁能源，研究乙烯的制备和综合利用具有重要意义。请回答下列问题：

（1）乙烯的制备：工业上常利用反应C2H6（g）=C2H4（g）+H2（g）△H制备乙烯。

已知：Ⅰ.C2H4（g）+3O2（g）=2CO2（g）+2H2O（l） △H1=-1556.8kJ·mol-1；

Ⅱ.H2（g）+O2(g)=H2O（1） △H2=-285.5kJ·mol-1；

Ⅲ.C2H6（g）+O2(g)=2CO2（g）+3H2O（l） △H3= -1559.9kJ·mol-1。

则△H=___kJ·mol-1。

（2）乙烯可用于制备乙醇：C2H4（g）+H2O（g）=C2H5OH（g）。向某恒容密闭容器中充入amolC2H4（g）和amol H2O（g），测得C2H4（g）的平衡转化率与温度的关系如图所示：

①该反应为___热反应（填“吸”或“放”）。

②A点时容器中气体的总物质的量为___。已知分压=总压×气体物质的量分数，用气体分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数（KP），测得300℃时，反应达到平衡时该容器内的压强为bMPa，则A点对应温度下的KP=___MPa-1（用含b的分数表示）。

③已知：C2H4（g）+H2O（g）=C2H5OH（g）的反应速率表达式为v正=k正c（C2H4）·c（H2O），v逆=k逆c（C2H5OH），其中，k正、k逆为速率常数，只与温度有关。则在温度从250℃升高到340℃的过程中，下列推断合理的是___（填选项字母）。

A.k正增大，k逆减小 B.k正减小，k逆增大

C.k正增大的倍数大于k逆 D.k正增大的倍数小于k逆

④若保持其他条件不变，将容器改为恒压密闭容器，则300℃时，C2H4（g）的平衡转化率___10%（填“>”“<”或“=”）。

（3）乙烯可以被氧化为乙醛（CH3CHO），电解乙醛的酸性水溶液可以制备出乙醇和乙酸，则生成乙酸的电极为____极（填“阴”或“阳”），对应的电极反应式为___。

Answer 1

【答案】+282.4 放 1.9amol D > 阳 CH3CHO-2e-+H2O=CH3COOH+2H+

【解析】

（1）由盖斯定律Ⅲ-Ⅱ-Ⅰ得C2H6（g）C2H4（g）+H2（g）△H进行相应的改变；

（2）①由图可知，温度越高，乙烯的平衡转化率越低，则平衡逆向移动；

②由图可知，A点时乙烯的平衡转化率为10%，利用三行式计算各组分的平衡物质的量和总物质的量，再利用平衡常数的表达式进行计算；

③升高温度，正、逆反应速率都增大，即k正和k逆均增大，但由于正反应是放热反应，K减小；

④正反应为气体物质的量减小的反应，平衡时，与恒容容器相比，恒压密闭容器压强更大，反应正向进行程度更大；

（3）乙醛在阳极发生氧化反应生成乙酸。

（1）由盖斯定律Ⅲ一Ⅱ一Ⅰ可知，△H=（-1559.9kJ·mol-1）-（-285.5kJ·mol-1）-（-1556.8kJ·mol-1）=+282.4kJ·mol-1，

答案为：+282.4；

（2）①由图可知，温度越高，乙烯的平衡转化率越低，说明正反应是放热反应，

故答案为：放；

②由图可知，A点时乙烯的平衡转化率为10%，

可逆反应C2H4（g）+H2O（g）C2H5OH（g）

开始（mol）a a 0

反应（mol）0.1a 0.1a 0.1a

平衡（mol）0.9a 0.9a 0.1a

混合气体总物质的量=（0.9+0.9+0.1）amol=1.9amol，

平衡时A点对应容器的总压强为bMPa，故C2H4（g）、H2O（g）、C2H5OH（g）的分压分别为MPa、MPa、MPa，则Kp==MPa-1，

故答案为：1.9amol ； ；

③平衡时，正、逆反应速率相等，即K==。升高温度，正、逆反应速率都增大，即k正和k逆均增大，但由于正反应是放热反应，K减小，故k正增大的倍数小于k逆，

故答案为：D；

④正反应为气体物质的量减小的反应，平衡时，与恒容容器相比，恒压密闭容器压强更大，反应正向进行程度更大，C2H4（g）的平衡转化率更高，

故答案为：>。

（3）乙醛在阳极发生氧化反应生成乙酸，电极反应式为CH3CHO-2e-+H2O=CH3COOH+2H+，

故答案为：阳 ； CH3CHO-2e-+H2O=CH3COOH+2H+。