Question

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=-206.6kJ•mo1^-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50.4kJ•g^-1，则△H₃=___kJ•mol^-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=-110kJ•mol^-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

＜ －2615.8 B 0.025 mol∙L−1∙min−1 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·g−1，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·g−1，则△H2=－1411.2 kJ·mol−1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·mol−1；故答案为：－2615.8·mol−1。

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 mol∙L−1∙min−1；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。