[题目]碳氢化合物有多种.它们在工业生产.生活中有重要用途.(1)工业上可由丁烯(C4H8)来制备丙烯(C3H6)和乙烯(C2H4).其主要反应原理为:反应I:C4H8 (g) C3H6(g) ΔH1反应II:C4H8(g) 2C2H4 (g) ΔH2①已知烃的裂解是吸热反应.则ΔH1 ΔH2(填“> . “= 或“< ).②若某温度下反应达到平� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】碳氢化合物有多种，它们在工业生产、生活中有重要用途。

（1）工业上可由丁烯(C4H8)来制备丙烯(C3H6)和乙烯(C2H4)，其主要反应原理为：

反应I：C4H8 (g) C3H6(g) ΔH1

反应II：C4H8(g) 2C2H4 (g) ΔH2

①已知烃的裂解是吸热反应，则ΔH1________ΔH2（填“>”、 “=”或“<”）。

②若某温度下反应达到平衡时C4H8、C3H6、C2H4的体积分数分别为20%、70%、10%，平衡时总压强为P，请计算该温度下反应II的平衡常数Kp=________（Kp为用气体的分压表示的平衡常数，分压=气体的体积分数×体系总压）

（2）石油危机日渐严重，甲烷的转化和利用在天然气化工行业有非常重要的作用。甲烷重整技术主要是利用甲烷和其他原料来制备合成气(CO和H2混合气体)。现在常见的重整技术有甲烷-水蒸气重整，甲烷-二氧化碳重整，其反应分别为:

CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH>0

CH4(g) + CO2(g) 2CO(g) + 2H2(g)

①下图为反应压强为0.3 MPa，投料比n(H2O)/n(CH4)为1，在三种不同催化剂催化作用下，甲烷-水蒸气重整反应中CH4转化率随温度变化的关系。

下列说法正确的是________。

A 在相同条件下，三种催化剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的催化效率由高到低的顺序是Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ

B b点CH4的转化率高于a点，原因是b、a两点均未达到平衡状态，b点温度高，反应速率较快，故CH4的转化率较大

C C点一定未达到平衡状态

D 催化剂只改变反应速率不改变平衡移动，所以在850℃时，不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下达平衡时CH4的转化率相同

②催化剂Ⅰ也可以催化甲烷-二氧化碳重整。在催化剂Ⅰ催化下，反应温度850 oC ，n(H2O)/n(CH4)为1的体系中，加入CO2。画出反应达到平衡时n(H2)/n(CO)随进料时n(CO2)/n(CH4)的变化曲线。(已知：甲烷－二氧化碳重整的平衡常数>>甲烷-水蒸气重整反应的平衡常数)________ 。

（3）电渗析法处理厨房垃圾发酵液，同时得到乳酸的原理如下图所示（图中“HA”表示乳酸分子，A－表示乳酸根离子）。

①阳极的电极反应式为________。

②电解过程中，采取一定的措施可控制阳极室的pH约为6～8，此时进入浓缩室的OH－可忽略不计。400 mL10 g/L 乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升为 145 g/L(溶液体积变化忽略不计)，则阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为________L。(乳酸的摩尔质量为90g/ mol ）

【答案】< 0.05P BD 4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑或2H2O+4e-= O2↑+4H+ 6.72

【解析】

此题考查反应原理中盖斯定律来判断焓变的大小，及化学平衡常数的基本知识点，根据化学平衡常数基本公式及影响因素进行解题。电极反应书写实质是氧化和还原反应的书写，根据得失电子能力进行判断电极反应物。根据电子、原子、电荷守恒进行书写电极反应式。

（1）①由长链烃裂解为短链烃，产物的碳链越短，需要的能量越大，因此ΔH1＜ΔH2；

②已知某温度下反应达到平衡时C4H8、C3H6、C2H4的体积分数分别为20%、70%、10%，平衡时总压强为P，则该温度下反应达到平衡时C4H8、C3H6、C2H4的分压分别为0.2P、0.7P、0.1P，则该反应的Kp=；

（2）①催化剂只能改变化学反应速率，无法改变反应的平衡转化率；

A. 我们无法通过图像判断出反应达到平衡时所需要的时间，因此无法确定催化剂的效率，A错误；

B. b点CH4的转化率高于a点，原因是b、a两点均未达到平衡状态，b点温度高，反应速率较快，故CH4的转化率较大，B正确；

C. 我们无法通过图像判断该温度下的平衡转化率，因此无法确定C是否达到平衡，C错误；

D. 催化剂只改变反应速率不改变平衡移动，所以在850℃时，不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下达平衡时CH4的转化率相同，D正确；

故答案选BD；

②

根据平衡常数只与温度有关，确定当n(CO2)/n(CH4)=0时，n(H2)/n(CO)=3，当n(CO2)/n(CH4)=1，n(H2)/n(CO)=1，反应达到平衡，画出图像;

（3）①阳极的电极反应式为:4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑或2H2O+4e-= O2↑+4H+;

②在阳极上发生电极反应：4OH--4e-═2H2O+O2↑，阴极上发生电极反应：2H++2e-=H2↑，根据电极反应方程式，则有：，根据差值法，乳酸的浓度变化量是，即生成HA的物质的量是，所以产生氢气是0.3mol即。

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