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乙烯是世界上产量最大的化学品之一,是石油化工产业的核心。其制备方法在不断的优化,以乙烷为原料制备乙烯,成本较低。
(1)传统制备方法:乙烷催化裂解法发生的反应为:C2H6(g)⇌C2H4(g)+H2(g)△H
①已知:298K时,相关物质的相对能量如图1。则△H=
+136kJ/mol
+136kJ/mol


②850℃,恒压条件下,常需要通入大量水蒸气,目的是
使平衡C2H6(g)⇌C2H4(g)+H2(g)向正反应方向移动,增大乙烯的产量
使平衡C2H6(g)⇌C2H4(g)+H2(g)向正反应方向移动,增大乙烯的产量

(2)乙烷氧化裂解制乙烯[主反应为C2H6(g)+
1
2
O2(g)⇌C2H4(g)+H2O(g)]
①“乙烷催化裂解法”制备乙烯时,常会发生积碳反应:C2H6(g)⇌2C(s)+3H2(g),生成的碳会附着在催化剂的表面,降低催化剂的活性,而“乙烷氧化裂解制乙烯”时,很少有积碳,可能原因是
高温条件下,O2与C发生反应生成CO2,从而使积碳减少
高温条件下,O2与C发生反应生成CO2,从而使积碳减少

②探究该反应的适宜条件,得到如图数据。

已知:C2H4的选择性:指转化的C2H6中生成C2H4的百分比;乙烯的收率=C2H6的转化率×C2H4的选择性。
图甲:表示其它条件相同,不同温度条件下,组成相同的原料气,反应相同的时间,测得的C2H6的转化率、C2H4的选择性以及乙烯的收率与温度的关系。
图乙:表示其他条件相同,C2H6的转化率、C2H4的选择性以及乙烯的收率随原料气中
n
C
2
H
6
n
O
2
的变化情况。
用该方法制备乙烯应该选择的适宜条件为:温度
850℃(840℃~860℃之间均可)
850℃(840℃~860℃之间均可)
n
C
2
H
6
n
O
2
=
2.0
2.0

(3)某乙烯熔融燃料电池工作原理如图2所示:则负极的电极反应式为
C2H4-12e-+6CO32-=8CO2+2H2O
C2H4-12e-+6CO32-=8CO2+2H2O

【答案】+136kJ/mol;使平衡C2H6(g)⇌C2H4(g)+H2(g)向正反应方向移动,增大乙烯的产量;高温条件下,O2与C发生反应生成CO2,从而使积碳减少;850℃(840℃~860℃之间均可);2.0;C2H4-12e-+6CO32-=8CO2+2H2O
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:107引用:3难度:0.7
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    (1)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
    ①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1
    K2(填“>”、“<”或“=”).
    ②以下有关说法正确的是
     

    a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
    b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
    c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
    d.某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%
    (2)已知在常温常压下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ•mol-1
    ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ•mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ•mol-1
    则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
     
    kJ•mol-1
    (3)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆.甲醇燃料电池的工作原理如图2所示.
    ①该电池正极的电极反应式为
     

    ②工作一段时间后,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,有
     
    个电子发生转移.
    (4)以上述电池做电源,用图3所示装置,在实验室中模拟铝制品面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是
     
     
    (用相关的电极反应式和离子方程式表示)

    发布:2024/12/30 14:0:1组卷:26引用:3难度:0.5
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