Question

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（K_P），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K_P=____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

+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+。