乙烯是合成食品外包裝材料聚乙烯的單體,可以由丁烷裂解制備。
主反應(yīng):C4H10(g,正丁烷)?C2H4(g)+C2H6(g)ΔH1
副反應(yīng):C4H10(g,正丁烷)?CH4(g)+C3H6(g)ΔH2
回答下列問題:
(1)化學(xué)上,將穩(wěn)定單質(zhì)的能量定為0,生成穩(wěn)定化合物時(shí)的釋放或吸收能量叫生成熱,生成熱可表示該物質(zhì)相對(duì)能量。如表為25℃、101kPa下幾種有機(jī)物的生成熱:
物質(zhì) |
甲烷 |
乙烷 |
乙烯 |
丙烯 |
正丁烷 |
異丁烷 |
生成熱/kJ?mol-1 |
-75 |
-85 |
52 |
20 |
-125 |
-132 |
①表格中的物質(zhì),最穩(wěn)定的是
(CH3)2CHCH3
(CH3)2CHCH3
(填結(jié)構(gòu)簡式)。
②上述反應(yīng)中,ΔH
1=
+92
+92
kJ/mol。
(2)一定溫度下,在恒容密閉容器中投入一定量正丁烷發(fā)生反應(yīng)生成乙烯。
①下列情況表明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是
BD
BD
(填代號(hào))。
A.氣體密度保持不變
B.氣體壓強(qiáng)保持不變
C.反應(yīng)熱不變
D.正丁烷分解速率和乙烷消耗速率相等
②為了同時(shí)提高反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率,下列措施可采用的是
B
B
(填代號(hào))。
A.加入高效催化劑
B.升高溫度
C.充入乙烷
D.減小壓強(qiáng)
(3)向密閉容器中充入丁烷,在一定條件(濃度、催化劑及壓強(qiáng)等)下發(fā)生反應(yīng),測得乙烯產(chǎn)率與溫度關(guān)系如圖所示。溫度高于600℃時(shí),隨著溫度升高,乙烯產(chǎn)率降低,可能的原因是
CD
CD
(填代號(hào))。
A.平衡常數(shù)降低
B.活化能降低
C.催化劑活性降低
D.副產(chǎn)物增多
(4)在一定溫度下向1L恒容密閉容器中充入2mol正丁烷,反應(yīng)生成乙烯和乙烷,經(jīng)過10min達(dá)到平衡狀態(tài),測得平衡時(shí)氣體壓強(qiáng)是原來的1.75倍。
①0~10min內(nèi)乙烯的生成速率v(C
2H
4)為
0.15
0.15
mol?L
-1?min
-1。
②上述條件下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為
4.5
4.5
。
(5)丁烷-空氣燃料電池以熔融的K
2CO
3為電解質(zhì),以具有催化作用和導(dǎo)電性能的稀土金屬材料為電極。該燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為
。