Question

【题目】乙烯的分子式为C2H4，是一种重要的化工原料和清洁能源，研究乙烯的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） △H制备乙烯。

已知：Ⅰ．C2H4（g）+3O2（g）=2CO2（g）+2H2O（l） △H1=-1556.8kJ·mol-1；

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

Ⅲ．C2H6（g）+O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l） △H3=-1559.9kJ·mol-1。

则△H=___kJ·mol-1。

（2）乙烯可用于制备乙醇：C2H4（g）+H2O（g）C2H5OH（g）。向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____。已知分压=总压×气体物质的量分数，用气体分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数（KP），测得300℃时，反应达到平衡时该容器内的压强为b MPa，则A点对应温度下的KP=____MPa-1（用含b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 1.9amol D > 阳 CH3CHO-2e-+H2O=CH3COOH+2H+

【解析】

（1）由盖斯定律Ⅲ-Ⅱ-Ⅰ可知，△H=（-1559.9kJ.mol-1）-（-285.5kJ.mol-1）-（-1556.8kJ.mol-1）=+282.4kJ·mol-1。

（2）①由图可知，温度越高，乙烯的平衡转化率越低，说明正反应是放热反应。故答案为：放，温度越高，乙烯的平衡转化率越低。

②由图可知，A点时乙烯的平衡转化率为10%，则平衡时C2H4（g）、H2O（g）、C2H5OH（g）的物质的量分别为0.9a mol、0.9a mol、0.la mol，总的物质的量为1.9amol。平衡时A点对应容器的总压强为b MPa，故C2H4（g）、H2O（g）、C2H5OH（g）的分压分别为、、，则。故答案为：1.9amol，】。

③平衡时，正、逆反应速率相等，即。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，K减小，故k正增大的倍数小于k逆。故选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。故答案为：＞。

（3）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+。故答案为：阳，CH3CHO-2e-+H2O===CH3COOH+2H+。