Question

【题目】乙烯可作化工原料和清洁能源，研究其制备和综合利用具有重要意义，请回答下列问题：

(1)乙烯的制备：工业上常利用反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH制备乙烯。

已知：Ⅰ．C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-1556.8kJ·mol-1；

Ⅱ．H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH2=-285.5kJ·mol-1；

Ⅲ．C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-1559.9kJ·mol-1。

则ΔH=______kJ·mol-1。

(2)乙烯可制备乙醇：C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)。向2L某恒容密闭容器中充入a mol C2H4(g)和a mol H2O(g)，测得C2H4(g)的平衡转化率与温度的关系如下图所示：

①该反应为______热反应(填“吸”或“放”)，理由为____。

②A点时容器中气体的总物质的量为____mol，计算A点对应温度下的平衡常数K=_____(用含a的分数表示)。

③已知：C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)的反应速率表达式为v正=k正c(C2H4)·c(H2O)，v逆=k逆c(C2H5OH)，其中，k正、k逆为速率常数，只与温度有关。则在温度从250℃升高到340℃的过程中，下列推断合理的是____(填选项字母)。

a．k正增大，k逆减小 b．k正减小，k逆增大c．k正增大的倍数大于k逆 d．k正增大的倍数小于k逆

④若保持其他条件不变，将容器改为恒压密闭容器，则300℃时，C2H4(g)的平衡转化率_____10%(填“＞”、“＜”或“＝”)。

(3)乙烯可以被氧化为乙醛(CH3CHO)，电解乙醛的酸性水溶液可以制备出乙醇和乙酸，则生成乙酸的电极为_____极(填“阴”或“阳”)，对应的电极反应式为______。

Answer 1

【答案】+282.4 放 温度越高，乙烯的平衡转化率越低 1.9a d ＞ 阳 CH3CHO-2e+H2O=CH3COOH+2H+

【解析】

根据盖斯定律可计算C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)△H的值；根据图像转化率和温度的关系可判断正反应是放热反应；根据A点的转化率由平衡计算的“三段式”可计算混合气体总物质的量及K值；根据升高温度，平衡逆向移动，可判断k正和k逆增大的倍数大小关系；根据可逆反应气体的计量系数减小，而恒压相对于恒容，压强更大，正向移动，可推出转化率增大；根据电解池中，阳极失去电子，发生氧化反应，据此解答。

(1)由盖斯定律Ⅲ-Ⅱ-Ⅰ得C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H=（-1559.9kJmol-1）-（-285.5kJmol-1）-（-1556.8kJmol-1）=+282.4kJmol-1；答案为：+282.4。

(2)①由图可知，温度越高，乙烯的平衡转化率越低，平衡逆向移动，说明正反应是放热反应；答案为放，温度越高，乙烯的平衡转化率越低，平衡逆向移动。

②由图可知，A点时乙烯的平衡转化率为10%，

混合气体总物质的量=（0.9+0.9+0.1）amol=1.9amol，A点对应温度下的平衡常数K= = = ；答案为1.9a，。

③平衡时，正、逆反应速率相等，即K==，升高温度，正、逆反应速率都增大，即k正和k逆均增大，但由于正反应是放热反应，平衡逆向移动，K减小，故k正增大的倍数小于k逆；答案为d；

④正反应为气体物质的量减小的反应，平衡时，与恒容容器相比，恒压密闭容器压强更大，反应正向进行程度更大，C2H4(g)的平衡转化率更高，大于10%；答案为＞。

(3)乙醛生成乙酸，碳元素的化合价升高，失去电子，被氧化，发生氧化反应，因而乙醛在阳极发生氧化反应生成乙酸，电极反应式为CH3CHO-2e-+H2O═CH3COOH+2H+；答案为阳， CH3CHO-2e-+H2O═CH3COOH+2H+。