Question

【題目】乙烯是合成纖維、合成橡膠、合成塑料、合成乙醇酒精的基本化工原料，也用于制造氯乙烯、苯乙烯、環(huán)氧乙烷、醋酸、乙醛、乙醇和炸藥等。世界上已將乙烯產(chǎn)量作為衡量一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。工業(yè)上常采用烷烴裂解的方法制備乙烯。回答下列問題：

已知、、的燃燒熱分別為、、。利用乙烷制備乙烯的化學(xué)方程式。

________。

一定溫度下，將加入固定體積的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能夠表示到達(dá)平衡狀態(tài)有________填字母。

A 氣體壓強(qiáng)不再變化

C 氣體的密度不再變化 D 的體積分?jǐn)?shù)不再變化

在某密閉容器中通入，正丁烷，在不同條件下發(fā)生反應(yīng)，正丁烷，測(cè)得平衡時(shí)的體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。

________填“”、“”或“”，欲提高乙烯的產(chǎn)率，下列措施可行的是________。

A 加壓升溫 加壓降溫

C 減壓降溫 減壓升溫

E.選擇優(yōu)質(zhì)催化劑

、y、z三點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)大小關(guān)系為________。

若z點(diǎn)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)的數(shù)值為50，此時(shí)的轉(zhuǎn)化率為________，該條件下的化學(xué)平衡常數(shù)________用含有的表達(dá)式表示，為以分壓表示的平衡常數(shù)。

最近，中科院研究將甲烷在催化作用下脫氫后發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)生成乙烯，反應(yīng)原理為：，反應(yīng)同時(shí)存在副反應(yīng)：，實(shí)驗(yàn)測(cè)得產(chǎn)物的體積分?jǐn)?shù)受溫度影響變化如圖所示，制取乙烯應(yīng)控制的反應(yīng)溫度為________，溫度過高，乙烯的體積分?jǐn)?shù)反而減少的主要原因是________。

Answer 1

【答案】 D 或 溫度升高，乙烯分解或發(fā)生其他副反應(yīng)

【解析】

（1）分別寫出燃燒熱的化學(xué)方程式，得C2H6（g）C2H4（g）+H2（g）△H進(jìn)行相應(yīng)的改變；依據(jù)可逆反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的判斷方法分析；

（2），正丁烷，正反應(yīng)是體積增大的反應(yīng)，出圖像分析在壓強(qiáng)不變的情況下升高溫度，正丁烷的體積分?jǐn)?shù)降低，根據(jù)勒夏特列原理分析；

沒有指明正逆反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；

B.反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量變化，氣體壓強(qiáng)不再變化說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；

C.定容條件下氣體密度始終不變，故C錯(cuò)誤；

D.的體積分?jǐn)?shù)不再變化，可作為平衡狀態(tài)的判定標(biāo)志，故D正確；

反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡逆向進(jìn)行，丁烷體積分?jǐn)?shù)增大，故；

欲提高乙烯的產(chǎn)率，平衡應(yīng)正向移動(dòng)減壓升溫方法來實(shí)現(xiàn)，故選D；

平衡常數(shù)隨溫度變化，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫平衡正向進(jìn)行，K增大，x、y、z三點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)大小關(guān)系為：，

若z點(diǎn)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)為50，說明丁烷的體積分?jǐn)?shù)為，

，正丁烷

起始量 1 0 0

變化量 x x x

平衡量 x x

，此時(shí)丁烷的轉(zhuǎn)化率

該條件下的化學(xué)平衡常數(shù)；

從圖像可以看出在時(shí)乙烯的體積分?jǐn)?shù)最高，因此制取乙烯應(yīng)控制的反應(yīng)溫度為，溫度過高，乙烯的體積分?jǐn)?shù)反而減少的主要原因是溫度升高，乙烯分解或發(fā)生其他副反應(yīng)。