题目内容
【题目】乙烯的产量是衡量一个国家石油化工水平的重要标志。工业上常用丁烷裂解制备乙烯。
主反应：C4H10(g，正丁烷)
C2H4(g)+C2H6(g) ΔH1
副反应：C4H10(g，正丁烷)CH4(g)+C3H6(g) ΔH2
回答下列问题：
（1）化学上，将稳定单质的能量定为0，由元素的单质化合成单一化合物时的反应热叫该化合物的生成热，生成热可表示该物质相对能量。下表为25℃、101kPa下儿种有机物的生成热：
物质 | 甲烷 | 乙烷 | 乙烯 | 丙烯 | 正丁烷 | 异丁烷 |
生成热/kJ·mol-1 | -75 | -85 | 52 | 20 | -125 | -132 |
①上述反应中，ΔH1=___kJ·mol-1。
②若忽略副反应，相同条件下采用异丁烷裂解制取一定量的乙烯，其能耗比采用正丁烷__（填“高”或“低”）。
（2）一定温度下，在恒压密闭容器中投入一定量正丁烷发生反应生成乙烯。
①下列情况表明该反应达到平衡状态的是___（填代号）。
a.气体密度保持不变
b.
保持不变
c.ΔH不变
d.正丁烷分解速率和乙烷消耗速率相等
②为了同时提高反应速率和转化率，可采用的措施是__。
（3）向密闭容器中充入丁烷，在一定条件（浓度、催化剂及压强等）下发生反应，测得乙烯产率与温度关系如图所示。
温度高于600℃时，随着温度升高，乙烯产率降低，可能的原因是__。
（4）在一定温度下向1L恒容密闭容器中充入2mol正丁烷，容器内压强为P0，反应生成乙烯和乙烷，经过10min达到平衡状态，此温度下用各组分的分压表示的平衡常数K(p)=0.5P0用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数），则0～10min内乙烯的生成速率v(C2H4)为__mol·L-1。
【答案】+92 高 ad 升高温度 催化剂活性降低或副产物增多 0.1
【解析】
(1)①反应方程式中焓变=生成物的生成热-反应物的生成热，所以该反应的焓变=(52-85+125)kJ/mol=+92kJ/mol，所以其热化学方程式为C4H10(g，正丁烷)C2H4(g)+C2H6(g)△H=+92kJmol-1；
②由于异丁烷的生成热较低，更稳定，发生反应所需的能耗比高；
(2)①a. 反应前后气体总质量不变，但容器内压强不变，该反应为气体增多的反应，所以容器的体积会变，即反应过程中气体密度会随平衡移动而变化，所以根据密度判断平衡状态，故a正确；
b. 初始时只通入正丁烷，所以
一直不变等于计量数之比，所以不变时不能说明达到平衡状态，故b错误；
c. 焓变与计量数成正比，与是否达到平衡状态无关，故c错误；
d. 正丁烷分解速率利乙烷消耗速率相等，即正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故d正确；
故选：ad；
②该反应的正反应是吸热反应，为了提高反应速率和反应物的转化率，可采收的措施是升高温度；
(3)催化剂活性受温度影响，有机化学反应中副反应较多，随着温度升高，乙烯产率降低，可能的原因是催化剂活性降低，副产物增多；
(4)设平衡时生成的乙烯为xmol，列三段式如下：
则平衡时体系内气体共(2-x+x+x)mol=(2+x)mol，则体系内压强为
，则P(C4H10)=
，P(C2H4) =P(C2H6)=
，K(P)=
=0.5P0，解得x=1mol，容器体积为1L，所以v(C2H4)=
=0.1mol/Lmin-1。
【题目】苯乙烯（
）是生产各种塑料的重要单体，可通过乙苯催化脱氢制得：
（g）
（g）+H2（g） △H
(1)已知：
化学键 | C-H | C-C | C=C | H-H |
键能/kJ/mol | 412 | 348 | 612 | 436 |
计算上述反应的△H＝________ kJ·mol－1。
(2)500℃时，在恒容密闭容器中，充入a mol乙苯，反应达到平衡后容器内气体的压强为P；若再充入bmol的乙苯，重新达到平衡后容器内气体的压强为2P，则a_______b（填“＞” “＜”或“=”），乙苯的转化率将________（填“增大” “减小”或“不变”）。
(3)工业上，通常在乙苯（EB）蒸气中掺混N2（原料气中乙苯和N2的物质的量之比为1︰10，N2不参与反应），控制反应温度600℃，并保持体系总压为0.1Mpa不变的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性（指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数）示意图如下：
①A，B两点对应的正反应速率较大的是________。
②掺入N2能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实___________________________。
③用平衡分压代替平衡浓度计算600℃时的平衡常数Kp=________。（保留两位有效数字，分压=总压×物质的量分数）
④控制反应温度为600℃的理由是___________________________。
