解答题-原理综合题 较难0.4 引用3 组卷533
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•mol-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___ 。
已知：I.2CH2=CH2(g)+O2(g)
2 (g) △H1=-206.6kJ•mol-1II.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“=”)
（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=
（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
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
2020·福建厦门·二模
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(g)
(g) +5O2(g)
(g) ΔH1＜0中，v正=k正·c2(CH2=CH2)·c(O2)，v逆=k逆·c2(
)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。
=
乙烯是一种重要的化工原料，可由乙烷为原料制取。请回答下列问题：
（1）传统的热裂解法和现代的氧化裂解法的热化学方程式如下：
C2H6(g)＝C2H4(g)＋H2(g) ΔH1＝＋136kJ·mol－1
C2H6(g)＋
O2(g)＝C2H4(g)＋H2O(g) ΔH2＝－110kJ·mol－1
已知水的汽化热为H2O(l)＝H2O(g) ΔH3＝＋44kJ·mol－1
且反应相关的部分化学键键能数据如下：
①由此计算x＝___ ，通过比较ΔH1和ΔH2，说明氧化裂解法中通入氧气的作用是___ 。
②其他条件相同，对于氧化裂化法制乙烯的反应中，实验测得在T1和P1与T2和P2条件下该反应的C2H6平衡转化率相同，若T1＞T2，则P1___ P2(填“＞”、“＜”或“＝”)。
③请求出下列反应的反应热：C2H6(g)＋O2(g)＝C2H4(g)＋H2O(l) ΔH3＝___ 。
（2）一定条件下，在体积为2L的密闭容器中，充入1molC2H6发生传统裂解法制乙烯。
①某温度下，10min后该反应达平衡，此时C2H6的物质的量浓度为0.2mol·L－1，从反应开始到平衡，乙烯的平均反应速率v(C2H4)＝___ 。
②在其它条件不变的情况下，15min时升高体系温度，20min达到新平衡，请在下边的坐标系中画出0～25 min，c(C2H4)随时间变化曲线：____ 。
（3）乙烷的氧化裂解反应产物中除了C2H4外，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。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___ (填选项序号)。
A.700℃ B.750℃ C.850℃ D.900℃
[乙烯选择性＝；乙烯收率＝乙烷转化率×乙烯选择性]
（4）烃类氧化反应中，氧气含量低会导致反应产生积炭，堵塞反应管。图2为n(C2H6)/n(O2)的值对乙烷氧化裂解反应性能的影响。判断乙烷氧化裂解过程中
的最佳值是___ ；判断的理由是___ 。
（5）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___ 。
（6）反应达平衡时，各组分的体积分数如下表：
计算该温度下的平衡常数Kp＝___ (用平衡分压代替平衡浓度，平衡分压＝总压×体积分数)
（1）传统的热裂解法和现代的氧化裂解法的热化学方程式如下：
C2H6(g)＝C2H4(g)＋H2(g) ΔH1＝＋136kJ·mol－1
C2H6(g)＋
O2(g)＝C2H4(g)＋H2O(g) ΔH2＝－110kJ·mol－1已知水的汽化热为H2O(l)＝H2O(g) ΔH3＝＋44kJ·mol－1
且反应相关的部分化学键键能数据如下：
| 化学键 | H-H(g) | H-O(g) | O=O(g) |
| 键能(kJ·mol-1) | 436 | X | 496 |
①由此计算x＝
②其他条件相同，对于氧化裂化法制乙烯的反应中，实验测得在T1和P1与T2和P2条件下该反应的C2H6平衡转化率相同，若T1＞T2，则P1
③请求出下列反应的反应热：C2H6(g)＋
O2(g)＝C2H4(g)＋H2O(l) ΔH3＝（2）一定条件下，在体积为2L的密闭容器中，充入1molC2H6发生传统裂解法制乙烯。
①某温度下，10min后该反应达平衡，此时C2H6的物质的量浓度为0.2mol·L－1，从反应开始到平衡，乙烯的平均反应速率v(C2H4)＝
②在其它条件不变的情况下，15min时升高体系温度，20min达到新平衡，请在下边的坐标系中画出0～25 min，c(C2H4)随时间变化曲线：
（3）乙烷的氧化裂解反应产物中除了C2H4外，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。乙烷的转化率随温度的升高而升高的原因是
A.700℃ B.750℃ C.850℃ D.900℃
[乙烯选择性＝
；乙烯收率＝乙烷转化率×乙烯选择性]（4）烃类氧化反应中，氧气含量低会导致反应产生积炭，堵塞反应管。图2为n(C2H6)/n(O2)的值对乙烷氧化裂解反应性能的影响。判断乙烷氧化裂解过程中
的最佳值是（5）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
（6）反应达平衡时，各组分的体积分数如下表：
| C2H6 | O2 | C2H4 | H2O | 其他物质 |
| 2.4% | 1.0% | 12% | 15% | 69.6% |
计算该温度下的平衡常数Kp＝
乙烯是一种重要的基本化工原料，乙烯的产量可以衡量一个国家的石油化工发展水平，研究工业制取乙烯有重要的意义。
I．工业用H2和CO2在一定条件下合成乙烯：6H2(g)+2CO2(g)
CH2=CH2(g)+4H2O(g) ΔH1
已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH2=-571.4kJ·mol-1
②CH2=CH2(g)+3O2(g)→2CO2(g)+2H2O(1) ΔH3=-1411kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(1) ΔH4=-44kJ·mol-1
(1)ΔH1=_______
(2)在恒容密闭容器中充入体积比为3：1的H2和CO2，不同温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示，下列说法正确的是_______(不定项选择)。
II．工业用甲烷催化法制取乙烯：2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) ΔH>0，T℃时，向4L的恒容反应器中充入2molCH4，仅发生上述反应，反应过程中CH4的物质的量随时间变化如图所示：
(3)实验测得v正=k正c2(CH4)，v逆=k逆c(C2H4)·c2(H2)，k正、k逆为速率常数，只与温度有关，T℃时k正与k逆的比值为____ (用含x的代数式表示)；若将温度升高，速率常数增大的倍数：k正_____ (填“>”“=”或“<”)k逆。
III．乙烷裂解制乙烯：C2H6(g) C2H4(g)+H2(g)。
(4)T℃时，将乙烷与氦气体积比2：1混合后，通入一恒压容器中发生反应。平衡时容器压强为P Pa，若乙烷的平衡转化率为50%，反应的平衡常数Kp=_____ (用分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
I．工业用H2和CO2在一定条件下合成乙烯：6H2(g)+2CO2(g)
CH2=CH2(g)+4H2O(g) ΔH1已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH2=-571.4kJ·mol-1
②CH2=CH2(g)+3O2(g)→2CO2(g)+2H2O(1) ΔH3=-1411kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(1) ΔH4=-44kJ·mol-1
(1)ΔH1=
(2)在恒容密闭容器中充入体积比为3：1的H2和CO2，不同温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示，下列说法正确的是_______(不定项选择)。
| A．为了提高乙烯的产率应尽可能选择低温 |
| B．生成乙烯的速率：v(M)可能小于v(N) |
| C．平衡常数：KM<KN |
| D．M点时的压强一定小于N点时的压强 |
II．工业用甲烷催化法制取乙烯：2CH4(g)
C2H4(g)+2H2(g) ΔH>0，T℃时，向4L的恒容反应器中充入2molCH4，仅发生上述反应，反应过程中CH4的物质的量随时间变化如图所示：(3)实验测得v正=k正c2(CH4)，v逆=k逆c(C2H4)·c2(H2)，k正、k逆为速率常数，只与温度有关，T℃时k正与k逆的比值为
III．乙烷裂解制乙烯：C2H6(g)
C2H4(g)+H2(g)。(4)T℃时，将乙烷与氦气体积比2：1混合后，通入一恒压容器中发生反应。平衡时容器压强为P Pa，若乙烷的平衡转化率为50%，反应的平衡常数Kp=
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