Question

【题目】丙烯是重要的有机化工原料，主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷等。
（1）以丁烯和乙烯为原料制备丙烯的方法被称为“烯烃歧化法"，主要反应为C4H8(g)+C2H4(g) 2C3H6(g)
已知相关燃烧热数据：
C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H1=-1411kJ·mol-1
C3H6(g)+ O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) △H2=-2049kJ·mol-1
C4H8(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(l) △H3=-2539kJ·mol-1
①乙烯的电子式为。
②相同质量的C2H4(g)、C3H6(g)和C4H8(g)充分燃烧，放出的热量由多到少的顺序依次为（填写化学式）。
③ 上述“烯烃歧化法”的反应的热化学方程式为。
（2）“丁烯裂解法”是另一种重要的丙烯生产法，生产过程中会有生成乙烯的副反应发生。
反应如下：主反应：3C4H8 4C3H6；副反应：C4H8 2C2H4
测得上述两反应的平衡体系中，各组分的质量分数（w%)随温度（T）和压强（p)变化的趋势分别如图1和图2所示：

①平衡体系中的丙烯和乙烯的质量比[ ]是工业生产丙烯时选择反应条件的重要指标之一，从产物的纯度考虑，该数值越高越好，从图1和图2中表现的趋势来看，下列反应条件最适宜的是（填字母序号）
A. 300℃ 0.1MPa B. 700℃ 0.1MPa
C.300℃ 0.5MPa D.700℃ 0.5MPa
②有研究者结合图1数据并综合考虑各种因素，认为450℃的反应温度比300℃或700℃更合适，从反应原理角度分析其理由可能是。
③图2中，随压强增大，平衡体系中丙烯的质量分数呈上升趋势，从平衡角度解释其原因是。

Answer 1

【答案】
（1）,C2H4＞C3H6＞C4H8,C4H8(g)+C2H4(g)=2C3H6(g)△H=+148kJ·mol-1
（2）C,450℃比300℃的反应速率快；比700℃的副反应程度小；丁烯转化成丙烯的转化率高；该温度下催化剂的选择性最高；该温度是催化剂的活性温度,压强增大,生成乙烯的副反应平衡逆向移边,丁烯浓度增大,导致主反应的平衡正向移动,丙烯含量增大。
【解析】解：(1)①乙烯分子中含有碳碳双键，电子式为 。
所以答案是： ；

②根据方程式，相同质量的C2H4(g)、C3H6(g)和C4H8(g)充分燃烧，假设质量均为1g，放出的热量分别为 =50.39kJ， =48.78kJ， =45.33kJ，放出的热量由多到少的顺序为C2H4＞C3H6＞C4H8。
所以答案是：C2H4＞C3H6＞C4H8；

③ i.C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H1=-1411kJ·mol-1，ii.C3H6(g)+ O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l)△H2=-2049kJ·mol-1，iii.C4H8(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(l)△H3=-2539kJ·mol-1，根据盖斯定律，将i+iii-ii×2得：C2H8(g)+C2H4(g) 2C3H6(g) △H=(-1411)+(-2539)-(-2049)×2=+148kJ·mol-1。
所以答案是：C4H8(g)+C2H4(g)=2C3H6(g)△H=+148kJ·mol-1；
(2)①根据图像1，在温度为300℃是丙烯的含量很高，乙烯的含量很小，即 比值较大；根据图像2，压强在0.5MPa时丙烯的含量很高，乙烯的含量很小，即 比值较大；因此最适宜的条件为：300℃，0.5MPa。
所以答案是：C；

②450℃的反应温度比300℃或700℃更合适的可能的原因有：450℃比300℃的反应速率快；比700℃的副反应程度小；丁烯转化成丙烯的转化率高；该温度下催化剂的选择性最高。
所以答案是：450℃比300℃的反应速率快；比700℃的副反应程度小；丁烯转化成丙烯的转化率高；该温度下催化剂的选择性最高；该温度是催化剂的活性温度等；

③根据主反应：3C4H8 4C3H6；副反应：C4H8 2C2H4可知，压强增大，生成乙烯的副反应平衡逆向移边，导致丁烯浓度增大，使得主反应的平衡正向移动，丙烯含量增大。
所以答案是：压强增大，生成乙烯的副反应平衡逆向移边，丁烯浓度增大，导致主反应的平衡正向移动，丙烯含量增大。

【考点精析】通过灵活运用烯烃，掌握分子中含有碳碳双键的一类链烃叫做烯烃，单烯烃通式为CnH2n（n≥2）即可以解答此题．