题目内容
【题目】I．利用液化石油气中的丙烷脱氢可制取丙烯：C3H8(g)
C3H6(g)+H2(g) △H，起始时，向一密闭容器中充入一定量的丙烷，在不同温度、压强下测得平衡时反应体系中丙烷与丙烯的物质的量分数如图所示（已知p1为0.1MPa）。
（1）反应的△H_____0(填“>”“<”“=”下同)压强P2______0.1MPa
（2）图中A点丙烷的转化率为________。
（3）若图中A、B两点对应的平衡常数用K(A)、K(B)表示，则K(A)______K(B) (填“>”“<”或“=”)。
II.为摆脱对石油的过渡依赖，科研人员将煤液化制备汽油，并设计了汽油燃料电池，电池工作原理如图所示。一个电极通入氧气，另一个电极通入汽油蒸气，电解质是掺杂了Y2O3的ZrO3晶体，它在高温填能传导O2-。
（1）以辛烷(C8H18)代替汽油．写出该电池工作时的负极反应方程式：______。
（2）己知一个电子的电量是1.602×10-19C，用该电池电解饱和食盐水，当电路中通过1.929×105C的电量时，生成NaOH______g。
Ⅲ.煤燃烧产生的CO2是造成温室效应的主要气体之一。我们常用原子利用率来衡量化学反应过程的原子经济性，其计算公式为原子利用率=（预期产物的总质量／全部反应物的总质量）×100%，将CO2转化成有机物可有效地实现碳循环，如：
a．6CO2+6H2O
C6H12O6+6O2
b．2CO2 + 6H2
C2H5OH +3H2O
c．CO2 + CH4CH3COOH
d．2CO2 + 6H2CH2=CH2 + 4H2O
以上反应中，最节能的是_______，反应d中理论上原子利用率为________。
【答案】 > < 50% < C8H1850e+25O2=8CO2+9H2O 80 a 28%
【解析】I.（1）本题考查勒夏特列原理，随着温度的升高，丙烷的物质的量分数降低，说明升高温度，平衡正向移动，正反应方向是吸热反应，即△H>0；作等温线，因反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和，随着压强的增大，平衡向逆反应方向进行，丙烷的物质的量分数增大，根据图像推出P2<0.1Pa；（2）考查转化率的计算，令丙烷起始的物质的量amol， C3H8(g)
C3H6(g)+H2(g)
起始量：a 0 0
变化量：x x x
平衡量：a－x x x 图中A点达到平衡是丙烷和丙烯的物质的量分数相等，因此有(a－x)/(a＋x)=x/(a＋x)，解得x=a/2，则丙烷的转化率为a/2a×100%=50%；（3）因为化学平衡常数只受温度的影响，此反应的正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向进行，B点温度比A点温度高，因此有 K（A）<K（B）；II.考查电极反应式书写以及电化学计算，（1）电解质为固体，高温传导O2－，根据电池工作原理，通辛烷的一极为负极，辛烷中的C转变成CO2，H转变成H2O，电极反应式为C8H18＋25O2－－50e－=8CO2＋9H2O；（2）电路中通过的电子物质的量为1.929×105/(1.602×10－19×6.02×1023)mol=2mol，阴极上产生氢氧化钠，其电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，因此当通过2mol电子时，产生氢氧化钠的质量为2×40g=80g；III.考查原子利用率的计算，a选项利用太阳能，其余选项都需要加热，因此最节能的是a，根据d反应方程式，生成28g乙烯的同时，还生成72g的H2O，因此原子利用率为28/(28＋72)×100%=28%。
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