乙烯是一種重要的有機化工原料。利用二氧化碳氧化乙烷制備乙烯的原理如下：
Ⅰ.C2H6（g）?C2H4（g）+H2（g）ΔH1=+137kJ?mol-1
Ⅱ.CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）ΔH2=+41kJ?mol-1
（1）①總反應(yīng)C2H6（g）+CO2（g）?C2H4（g）+CO（g）+H2O（g）的ΔH為 +178+178kJ?mol-1。
②一定溫度下，向初始壓強為2p的剛性容器中充入等物質(zhì)的量的乙烷和二氧化碳，發(fā)生上述總反應(yīng)，乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率為a,則反應(yīng)的壓強平衡常數(shù)Kp=ap3（1-p）2ap3（1-p）2。
（2）K為總反應(yīng)的平衡常數(shù)，lnK與溫度的倒數(shù)（1T）的變化如圖所示：
以上曲線中表示總反應(yīng)的曲線的是 bb（填標(biāo)號），理由是 總反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，降低溫度，平衡逆向移動，K值減小，即隨著1T增大，lnK減小總反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，降低溫度，平衡逆向移動，K值減小，即隨著1T增大，lnK減小。
（3）在高溫條件下，乙烷脫氫會發(fā)生副反應(yīng)：C2H6（g）+H2（g）?2CH4（g）；C2H6（g）?2C（s）+3H2（g）。在恒壓、CO2和C2H6的起始量一定的條件下，C2H6的平衡轉(zhuǎn)化率和C2H4的平衡選擇性隨溫度的變化如下表所示：（C2H4的選擇性=乙烯的物質(zhì)的量乙烷轉(zhuǎn)化總的物質(zhì)的量×100%）
a
p
3
（
1
-
p
）
2
a
p
3
（
1
-
p
）
2
（
1
T
）
1
T
1
T
乙烯的物質(zhì)的量
乙烷轉(zhuǎn)化總的物質(zhì)的量
| 溫度/℃ | C2H6平衡轉(zhuǎn)化率/% | C2H4平衡選擇性/% |
| 625 | 10.5 | 96.5 |
| 650 | 17.8 | 96.0 |
| 675 | 25.2 | 95.1 |
| 700 | 35 | 92.6 |
升高溫度，總反應(yīng)和副反應(yīng)的平衡都正向移動，C2H6平衡轉(zhuǎn)化率增大，但產(chǎn)生的副產(chǎn)物CO、H2也增多，所以乙烯的平衡選擇性降低
升高溫度，總反應(yīng)和副反應(yīng)的平衡都正向移動，C2H6平衡轉(zhuǎn)化率增大，但產(chǎn)生的副產(chǎn)物CO、H2也增多，所以乙烯的平衡選擇性降低
。②研究發(fā)現(xiàn)，向反應(yīng)體系中增加CO2，產(chǎn)物中C（s）會減少，請用方程式說明原因
CO2+C 2CO
高溫
CO2+C 2CO
。高溫
（4）科學(xué)家利用固體氧化物電解池也能實現(xiàn)CO2和C2H6的耦合轉(zhuǎn)化，原理如圖所示。則Y是電源的
負(fù)極
負(fù)極
（填“正極”或“負(fù)極”）；正極區(qū)的電極反應(yīng)式為 C2H6-2e-+O2-=C2H4+H2O
C2H6-2e-+O2-=C2H4+H2O
。
【答案】+178；；b；總反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，降低溫度，平衡逆向移動，K值減小，即隨著增大，lnK減??；升高溫度，總反應(yīng)和副反應(yīng)的平衡都正向移動，C2H6平衡轉(zhuǎn)化率增大，但產(chǎn)生的副產(chǎn)物CO、H2也增多，所以乙烯的平衡選擇性降低；CO2+C 2CO；負(fù)極；C2H6-2e-+O2-=C2H4+H2O
a
p
3
（
1
-
p
）
2
1
T
高溫
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：17引用：2難度：0.5
相似題
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1．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行計算）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
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 -
2．反應(yīng) 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進行，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：61引用：6難度：0.6 -
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