11.天然氣的主要成分為CH4,一般還含有C2H6等烴類,是重要的燃料和化工原料。
(1)乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應(yīng):C2H6(g)═C2H4(g)+H2(g)ΔH1,相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表所示:
物質(zhì) |
C2H6(g) |
C2H4(g) |
H2(g) |
燃燒熱ΔH/(kJ?mol-1) |
-1560 |
-1411 |
-286 |
①ΔH
1=
kJ?mol
-1。
②提高該反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的方法有
、
。
③容器中通入等物質(zhì)的量的乙烷和氫氣,在等壓下(p)發(fā)生上述反應(yīng),乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率為α.反應(yīng)的平衡常數(shù)K
p=
(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(2)高溫下,甲烷生成乙烷的反應(yīng)如下:2CH
4C
2H
6+H
2.反應(yīng)在初期階段的速率方程為:r=k×c
,其中k為反應(yīng)速率常數(shù)。
①設(shè)反應(yīng)開始時(shí)的反應(yīng)速率為r
1,甲烷的轉(zhuǎn)化率為α?xí)r的反應(yīng)速率為r
2,則r
2=
r
1。
②對(duì)于處于初期階段的該反應(yīng),下列說法正確的是
。
A.增加甲烷濃度,r增大
B.增加H
2濃度,r增大
C.乙烷的生成速率逐漸增大
D.降低反應(yīng)溫度,k減小
(3)CH
4和CO
2都是比較穩(wěn)定的分子,科學(xué)家利用電化學(xué)裝置實(shí)現(xiàn)兩種分子的耦合轉(zhuǎn)化,其原理如圖所示:
①陰極上的反應(yīng)式為
。
②若生成的乙烯和乙烷的體積比為2:1,則消耗的CH
4和CO
2體積比為
。