利用溫室氣體CO2作為溫和氧化劑選擇性氧化乙烷制乙烯，對資源綜合利用有重要意義。CO2氧化乙烷制乙烯的反應(yīng)可表示為反應(yīng)Ⅰ：C2H6（g）+CO2（g）→C2H4（g）+CO（g）+H2O（g）△H1。研究表明，在催化劑作用下，反應(yīng)Ⅰ實(shí)際分兩步進(jìn)行，相關(guān)化學(xué)反應(yīng)如下：
Ⅱ：C2H6（g）?C2H4（g）+H2（g） ΔH2
Ⅲ：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g） ΔH3
回答下列問題：
（1）反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常數(shù)K與溫度變化關(guān)系如圖所示。據(jù)圖判斷1molC2H4和1molH2的總能量 ＞＞1molC2H6的能量（填“＞”、“=”或“＜”，下同）；反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅲ的焓變大小關(guān)系為ΔH1＞＞ΔH3。
（2）在1L密閉容器甲中充入1molC2H6和1molCO2，在催化劑作用下主要發(fā)生反應(yīng)Ⅱ、反應(yīng)Ⅲ及副反應(yīng)Ⅳ：C2H6（g）+2CO2（g）→4CO（g）+3H2（g）。10min后，各反應(yīng)均達(dá)到平衡狀態(tài)，乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率（α）及乙烯選擇性與溫度的關(guān)系如圖所示（選擇性是指生成目的產(chǎn)物所消耗的C2H6與反應(yīng)中C2H6總消耗的物質(zhì)的量比）。
①副反應(yīng)Ⅳ不利于乙烯生成的原因?yàn)?副反應(yīng)IV消耗乙烷和二氧化碳，其生成H2使H2濃度增大，均不利于乙烯的生成副反應(yīng)IV消耗乙烷和二氧化碳，其生成H2使H2濃度增大，均不利于乙烯的生成，要提高CO2的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是 另反應(yīng)生成的CO抑制反應(yīng)III，使H2濃度繼續(xù)變大，不利于生成乙烯；升高溫度或增大C2H6物質(zhì)的量濃度另反應(yīng)生成的CO抑制反應(yīng)III，使H2濃度繼續(xù)變大，不利于生成乙烯；升高溫度或增大C2H6物質(zhì)的量濃度。
②已知某溫度時乙烯選擇性為70%，容器中H2O的物質(zhì)的量為0.1mol。則此時C2H6的濃度c（C2H6）=0.50.5mol?L-1，C2H4和H2的物質(zhì)的量之比為 1：21：2。
③以CO2表示的反應(yīng)速率為v（CO2）=0.040.04mol/（L?min），反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)K=1616。
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【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算；反應(yīng)熱和焓變．
【答案】＞；＞；副反應(yīng)IV消耗乙烷和二氧化碳，其生成H2使H2濃度增大，均不利于乙烯的生成；另反應(yīng)生成的CO抑制反應(yīng)III，使H2濃度繼續(xù)變大，不利于生成乙烯；升高溫度或增大C2H6物質(zhì)的量濃度；0.5；1：2；0.04；
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【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：38引用：4難度：0.6
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1．反應(yīng) 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進(jìn)行，半分鐘后，C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ）
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：59引用：6難度：0.6 -
2．氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來，氫氣是一種清潔能源。
（1）利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知：H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ?mol-1。
（2）T1℃時，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達(dá)到平衡時，測得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉(zhuǎn)化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經(jīng)25s后達(dá)到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時，向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只發(fā)生反應(yīng)2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算）Pa2。
②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大，則該條件是（填標(biāo)號）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
D.加入合適的催化劑
（4）工業(yè)上，以KNH2和液氨為電解質(zhì)，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為，一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為。發(fā)布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
3．將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時A的濃度c（A）=mol/L，反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應(yīng)速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：163引用：26難度：0.3
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