乙炔(C2H2)在气焊、气割及有机合成中用途非常广泛,可由电石(CaC2)直接水化法或甲烷在1500℃左右气相裂解法生产.
(l)电石水化法制乙炔是将生石灰与焦炭在3000℃下反应生成CaC2,CaC2再与水反应即得到乙炔.CaC2与水反应的化学方程式为 CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑.
(2)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2 (g)+2H2O(l)△H1=-890.3kJ/mol
C2H2(g)+2.5O2(g)=2CO2 (g)+H2O(l)△H2=-1299.6kJ/mol
2H2 (g)+O2(g)=2H2O(l)△H3=-571.6kJ/mol
则甲烷气相裂解反应:2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g) 的△H=+376.4+376.4kJ/mol
(3)哈斯特研究得出当甲烷分解时,几种气体平衡时分压(Pa)与温度(℃)的关系如图所示.
①T1℃时,向1L恒容密闭容器中充入0.3molCH4 只发生反应2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得
c(C2H4)=c(CH4).该反应的△H >>(填“>”或“<”)0,CH4的平衡转化率为 66.7%66.7%.上述平衡状态某一时刻,若改变温度至T2℃,CH4以0.01mol/(L•s)的平均速率增多,经ts后再次达到平衡,平衡时,c(CH4)=2c(C2H4),则T1>>(填“>”或“<”) T2,t=55s.
②列式计算反应2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g),在图中A点温度时的平衡常数K=5×1045×104(用平衡分压代替平衡浓度计算,lg0.05=-1.3 )
③由图可知,甲烷裂解制乙炔有副产物乙烯生成,为提高甲烷制乙炔的转化率,除改变温度外,还可采取的措施有 充入适量的乙烯充入适量的乙烯.
【考点】化学平衡的计算;用盖斯定律进行有关反应热的计算.
【答案】CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑;+376.4;>;66.7%;>;5;5×104;充入适量的乙烯
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:72引用:7难度:0.5
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(2)T1℃时,向5L恒容密闭容器中充入0.5molCH4,只发生反应2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的转化率为
(3)CH4分解时几种气体的平衡分压(pPa)的对数值lgp与温度的关系如图所示。
①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
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