Question

【题目】乙烯、环氧乙院是重要的化工原料，用途广泛。回答下列问题：

已知：I.2CH2=CH2(g)+O2(g)2(g) △H1=-206.6kJmo1-1

II.CH2=CH2(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O（1） △H2

III.2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+4H2O（1） △H3

（1）反应III：△S(填“>”“<”或“=”)___0。

（2）热值是表示单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量，是燃料质量的一种重要指标。已知乙烯的热值为50.4kJg-1，则△H3=___kJmol-1

（3）实验测得2CH2=CH2(g)+O2(g)2(g)中，v逆=k逆c2(），v正=k正c2(CH2=CH2)c(O2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关）。

①反应达到平衡后，仅降低温度，下列说法正确的是（________）

A.k正、k逆均增大，且k正增大的倍数更多

B.k正、k逆匀减小，且k正减小的倍数更少

C.k正增大、k逆减小，平衡正向移动

D.k正、k逆均减小，且k逆减小的倍数更少

②若在1L的密闭容器中充入1molCH2=CH2(g)和1molO2(g)，在一定温度下只发生反应I，经过10min反应达到平衡，体系的压强变为原来的0.875倍，则0~10min内v(O2)=___，=___。

（4）现代制备乙烯常用乙烷氧化裂解法：

C2H6(g)+O2(g)=C2H4(g)+H2O(g) △H2=-110kJmol-1，反应中还存在CH4、CO、CO2等副产物（副反应均为放热反应），图1为温度对乙烷氧化裂解反应性能的影响。

①乙烷的转化率随温度的升高而升高的原因是___；反应的最佳温度为___（填序号）。

A.650℃ B.700℃ C.850℃ D.900℃

［乙烯选择性=；乙烯收率=乙烷转化率×乙烯选择性］

②工业上，保持体系总压恒定为l00kPa的条件下进行该反应，通常在乙烷和氧气的混合气体中掺混惰性气体（惰性气体的体积分数为70%)，掺混惰性气体的目的是___。

Answer 1

【答案】＜ －2615.8 B 0.025 molL1min1 0.75 温度升高，反应速率加快，转化率升高 C 正反应是气体分子数增多的反应，恒压充入惰性气体相当于扩大容器体积，降低分压，有利于平衡正向移动

【解析】

⑴反应III是体积减小的反应。

⑵先根据乙烯的热值为50.4kJ·g1，求出△H2，再根据盖斯定律计算△H3。

⑶①该反应是放热反应，降低温度，速率降低；②建立三步走进行计算。

⑷①由图可知，随温度的升高，乙烷的转化率再升高，考虑化学反应速率的影响因素；根据图中要使乙烷的转化率尽可能高，而副产物又相对较少，及乙烯的选择性较高。

②正反应是气体分子数增多的反应，恒压充入惰性气体相当于扩大容器体积，降低分压，利于平衡正向移动。

⑴反应III是体积减小的反应，因此△S ＜ 0；故答案为：＜。

⑵已知乙烯的热值为50.4kJ·g1，则△H2=－1411.2 kJ·mol1将第II个方程式的2倍减去第I个方程式得到III，则△H3=－2615.8·mol1；故答案为：－2615.8·mol1。

⑶①该反应是放热反应，反应达到平衡后，仅降低温度，速率降低，k正、k逆匀减小，平衡向放热方向即正向进行，正反应速率大于逆反应速率，因此k正减小的倍数更少；故答案为：B。

②

，x=0.25mol，则0~10min内，k逆c2(）=k正c2(CH2=CH2)c(O2)，；故答案为：0.025 molL1min1；0.75。

⑷①由图可知，随温度的升高，乙烷的转化率再升高，考虑化学反应速率的影响因素，温度升高，反应速率加快，转化率升高；根据图中要使乙烷的转化率尽可能高，而副产物又相对较少，及乙烯的选择性较高，应找到乙烯收率较高时的温度，对应温度为850℃；故答案为：温度升高，反应速率加快，转化率升高；850℃。

②工业上，保持体系总压恒定为100kPa的条件下进行该反应，通常在乙烷和氧气的混合气体中掺混惰性气体(惰性气体的体积分数为70%)，掺混惰性气体的目的是正反应是气体分子数增多的反应，恒压充入惰性气体相当于扩大容器体积，降低分压，有利于平衡正向移动；故答案为：正反应是气体分子数增多的反应，恒压充入惰性气体相当于扩大容器体积，降低分压，有利于平衡正向移动。