19.乙烯是一種重要的基本化工原料,乙烯的產(chǎn)量可以衡量一個(gè)國(guó)家的石油化工發(fā)展水平,研究工業(yè)制取乙烯有重要的意義。
Ⅰ.工業(yè)用H
2和CO
2在一定條件下合成乙烯:6H
2(g)+2CO
2(g)?CH
2=CH
2(g)+4H
2O(g) ΔH
1已知:①2H
2(g)+O
2(g)=2H
2O(l)ΔH
2=-571.4kJ?mol
-1②CH
2=CH
2(g)+3O
2(g)→2CO
2(g)+2H
2O(l)ΔH
3=-1411kJ?mol
-1③H
2O(g)=H
2O(l)ΔH
4=-44kJ?mol
-1(1)ΔH
1=
。
(2)在恒容密閉容器中充入體積比為3:1的H
2和CO
2,不同溫度對(duì)CO
2的平衡轉(zhuǎn)化率和催化劑催化效率的影響如圖所示,下列說(shuō)法正確的是
(不定項(xiàng)選擇)。
A.為了提高乙烯的產(chǎn)率應(yīng)盡可能選擇低溫
B.生成乙烯的速率:v(M)可能小于v(N)
C.平衡常數(shù):K
M<K
ND.M點(diǎn)時(shí)的壓強(qiáng)一定小于N點(diǎn)時(shí)的壓強(qiáng)
Ⅱ.工業(yè)用甲烷催化法制取乙烯:2CH
4(g)?C
2H
4(g)+2H
2(g) ΔH>0,T℃時(shí),向4L的恒容反應(yīng)器中充入2molCH
4,僅發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程中CH
4的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示:
(3)實(shí)驗(yàn)測(cè)得v
正=k
正c
2(CH
4),v
逆=k
逆c(C
2H
4)?c
2(H
2),k
正、k
逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),T℃時(shí)k
正與k
逆的比值為
(用含x的代數(shù)式表示);若將溫度升高,速率常數(shù)增大的倍數(shù):k
正
(填“>”“=”或“<”)k
逆。
Ⅲ.乙烷裂解制乙烯:C
2H
6(g)?C
2H
4(g)+H
2(g)。
(4)T℃時(shí),將乙烷與氦氣體積比2:1混合后,通入一恒壓容器中發(fā)生反應(yīng)。平衡時(shí)容器壓強(qiáng)為PPa,若乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,反應(yīng)的平衡常數(shù)K
p=
(用分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。