Question

6．煉油廠常將裂解產(chǎn)生的其它烯烴加氫，對產(chǎn)物再次裂解以提高乙烯產(chǎn)量．相關(guān)加成反應(yīng)如下：
①（g）+H₂（g）?CH₃CH₂CH₂CH₃（g）△H₁
②（g）+H₂（g）?CH₃CH₂CH₂CH₃（g）△H₂
（1）已知反應(yīng)①、反應(yīng)②平衡常數(shù)k₁、k₂如下，下列敘述正確的是C；

溫度（℃）	300	320	340
K1	4.8×10-4	2.5×10-4	1.3×10-4
K2	8.4×105	3.5×103	1.6×103

A．△H₁＞0；△H₂＜0
B．反應(yīng)①、反應(yīng)②都是丙烯加氫，所以△H₁═△H₂
C．相同條件下反應(yīng)②的轉(zhuǎn)化率大于反應(yīng)①的轉(zhuǎn)化率
D．從平衡常數(shù)推測，相同條件下反應(yīng)②的反應(yīng)速率很大，反應(yīng)①的反應(yīng)速率很小
（2）2-丁烯的順、反異構(gòu)轉(zhuǎn)換過程的△H═△H₁-△H₂（用△H₁、△H₂表示）
（g）→（g）△H
（3）在一定溫度下，將等物質(zhì)的量的反式2-丁烯和H₂充入2L密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)②，容器內(nèi)各物質(zhì)濃度如圖所示：

①前10分鐘，平均反應(yīng)速率v（H₂）為0.25mol•L^-1•min^-1
②該溫度下，此反應(yīng)平衡常數(shù)K=250（平衡常數(shù)不用寫單位）
（4）已知表示H₂和CH₃CH₂CH₃標準燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）→H₂O（l）△H═-285.8kJ•mol^-1
CH₃CH₂CH₃（g）+5O₂（g）→3CO₂（g）+4H₂O（l）△H═-2215kJ•mol^-1
丁烯加成反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g）→CH₃CH₂CH₃（g）△H═-125.4kJ•mol^-1
則表示CH₃CH=CH₂標準燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH₃CH=CH₂（g）+$\frac{9}{2}$O₂（g）=3CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-2054.6kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表中溫度對化學(xué)平衡常數(shù)的影響及兩種丙烯的結(jié)構(gòu)判斷兩個反應(yīng)的焓變、能量變化，注意反應(yīng)速率與平衡常數(shù)沒有必然關(guān)系；
（2）根據(jù)蓋斯定目標反應(yīng)應(yīng)為①-②，求此分析解答；
（3）①2-丁烯和H₂充入2L密閉容器中，反應(yīng)物濃度減小，據(jù)此判斷反應(yīng)物濃度變化，然后根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算出前10分鐘氫氣的平均反應(yīng)速率；
②根據(jù)圖象判斷達到平衡時各組分濃度，然后根據(jù)反應(yīng)方程式及化學(xué)平衡常數(shù)的表達式計算；
（4）根據(jù)題中已知熱化學(xué)方程式利用蓋斯定律得出目標反應(yīng)，然后計算出焓變，寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式．

解答 解：（1）A．升高溫度，兩個反應(yīng)的平衡常數(shù)都減小，則升高溫度，平衡向著逆向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H₁＜0、△H₂＜0，故A錯誤；
B．反應(yīng)①、反應(yīng)②都是丙烯加氫，由于丙烯的結(jié)構(gòu)不同，具有的能量不同，則兩個反應(yīng)的焓變不相等，即：△H₁≠△H₂，故B錯誤；
C．根據(jù)表中平衡常數(shù)可知，溫度相同時反應(yīng)②的平衡常數(shù)大于反應(yīng)①，則相同條件下反應(yīng)②的轉(zhuǎn)化率大于反應(yīng)①的轉(zhuǎn)化率，故C正確；
D．化學(xué)平衡常數(shù)衡量化學(xué)反應(yīng)進行程度大小，與化學(xué)反應(yīng)速率大小無關(guān)，故D錯誤；
故答案為：C；
（2）由①（g）+H₂（g）?CH₃CH₂CH₂CH₃（g）△H₁
②（g）+H₂（g）?CH₃CH₂CH₂CH₃（g）△H₂
所以
（g）→（g），△H=△H₁-△H₂，故答案為：△H₁-△H₂；
（3）①反式2-丁烯和H₂反應(yīng)，反應(yīng)中氫氣和2-丁烯的濃度減小，根據(jù)圖象可知，反應(yīng)物濃度變化為：2.6mol/L-0.1mol/L=2.5mol/L，則10min內(nèi)氫氣的平均反應(yīng)速率為：v（H₂）=$\frac{2.5mol/L}{10min}$=0.25mol•L^-1•min^-1，
故答案為：0.25；
②根據(jù)圖象可知，達到平衡時各組分濃度為：c（2-丁烯）=c（H₂）=0.1mol/L，c（CH₃CH₂CH₂CH₃）=2.5mol/L，則該溫度下，此反應(yīng)平衡常數(shù)K=$\frac{2.5}{0.1×0.1}$=250，
故答案為：250；
（4）①CH₃CH=CH₂（g）+H₂（g）→CH₃CH₂CH₃（g）△H₁=-125.4kJ•mol^-1，
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ•mol^-1 ②
CH₃CH₂CH₃（g）+5O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-2215kJ•mol^-1 ③
根據(jù)蓋斯定律，①-②+③可得：CH₃CH=CH₂（g）+$\frac{9}{2}$O₂（g）=3CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-2054.6kJ•mol^-1，
故答案為：CH₃CH=CH₂（g）+$\frac{9}{2}$O₂（g）=3CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-2054.6kJ•mol^-1．

點評 本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)速率的計算、熱化學(xué)方程式的書寫等知識，題目難度較大，試題涉及達到知識點較多、綜合性較強，注意掌握化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)速率的概念及計算方法，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計算能力．