Question

廣東省近幾年來的乙烯產(chǎn)量一直居全國之首．工業(yè)上常用乙烷裂解制取乙烯：C₂H₆（g）?C₂H₄（g）+H₂（g）△H
回答下列問題：
（1）C₂H₆分子中，存在的共價鍵類型有：

非極性鍵、極性鍵

．
（2）下表為一些共價鍵在斷裂（或生成）時，所吸收（或放出）的能量：

化學(xué)鍵	H-H	C-H	C-C	C=C
吸收或放出的能量 E/（kJ．mol-1）	435.3	414.4	345.6	615.3

上述反應(yīng)的△H=

+123.8kJ．mol^-1

．
（3）將1.00mol乙烷充入容積為1.00L的恒容密閉容器，一定溫度下發(fā)生反應(yīng)，平衡時測得乙烷的物質(zhì)的量為0.20mol．求該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)及乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率．（寫出計算過程）
（4）實際生產(chǎn)中，常在恒溫恒壓下采用加入水蒸氣的方法來提高乙烯的產(chǎn)率（水蒸汽在此條件下不參與反應(yīng)），原因是

恒溫恒壓下加入水蒸氣，系統(tǒng)總壓不變，體積增大，各物質(zhì)的濃度同等程度減小，濃度商Qc＜平衡常數(shù)K．
平衡向著正反應(yīng)方向移動，所以乙烯的產(chǎn)率提高

．

Answer 1

分析：（1）同種原子之間形成的共價鍵為非極性鍵，不同原子形成的共價鍵為極性鍵；
（2）反應(yīng)熱△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能；
（3）平衡常數(shù)指生成物濃度的系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪之積的比值，平衡常數(shù)k=

c(H2)?c(C2H4)

c(C2H6)

，根據(jù)平衡時乙烷的物質(zhì)的量，利用三段式計算出平衡時各組分的物質(zhì)的量，進(jìn)而求出平衡時各組分的濃度，代入平衡常數(shù)計算；利用轉(zhuǎn)化率的定義計算乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率；
（4）恒溫恒壓下加入水蒸氣，系統(tǒng)總壓不變，體積增大，各物質(zhì)的濃度同等程度減小，濃度商Qc＜平衡常數(shù)K．

解答：解：（1）C₂H₆是烷烴，分子中存在C-C單鍵和C-H鍵．C-C單鍵為非極性鍵，C-H鍵為極性鍵．所以C₂H₆分子中含有非極性鍵、極性鍵，
故答案為：非極性鍵、極性鍵；
（2）反應(yīng)C₂H₆（g）?C₂H₄（g）+H₂（g）的反應(yīng)熱△H=345.6 kJ．mol^-1+6×414.4 kJ．mol^-1-（615.3kJ．mol^-1+4×414.4 kJ．mol^-1）-435.3 kJ．mol^-1=+123.8 kJ．mol^-1，
故答案為：+123.8 kJ．mol^-1；
（3）對于反應(yīng)         C₂H₆（g）   C₂H₄（g）+H₂（g）
起始時物質(zhì)的量/mol：1.00　　　　　　       0　　　　0
變化的物質(zhì)的量/mol：1.0-0.2=0.8            0.8      0.8
平衡時物質(zhì)的量/mol：0.20　　　　　         0.8　　  0.8
平衡時各物質(zhì)的濃度/mol．L^-1：0.20　　　　   0.8　　　0.8
所以平衡常數(shù)k=

c(H2)?c(C2H4)

c(C2H6)

=

0.8×0.8

0.2

=3.2，
乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率=

0.8mol

1.00mol

×100%=80%，
答：平衡常數(shù)為3.2，乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率80%；
（4）恒溫恒壓下加入水蒸氣，系統(tǒng)總壓不變，體積增大，各物質(zhì)的濃度同等程度減小，濃度商Qc＜平衡常數(shù)K，平衡向著正反應(yīng)方向移動，所以乙烯的產(chǎn)率提高，
故答案為：恒溫恒壓下加入水蒸氣，系統(tǒng)總壓不變，體積增大，各物質(zhì)的濃度同等程度減小，濃度商Qc＜平衡常數(shù)K．

點評：本題考查化學(xué)鍵、反應(yīng)熱、化學(xué)平衡移動與計算等內(nèi)容，難度中等，旨在檢查學(xué)生對知識的掌握與運(yùn)用能力．