當(dāng)前位置： 2022年湖北省隨州市曾都一中高考化學(xué)二模試卷> 試題詳情

乙烯是制造塑料、合成橡膠和合成纖維等化學(xué)產(chǎn)品的基本原料。C₂H₆裂解制C₂H₄是化學(xué)工業(yè)的一個(gè)重要研究課題，目前裂解方法有電催化、光催化裂解、直接裂解、氧氣或二氧化碳氧化乙烷裂解等。乙烷直接裂解、乙烷二氧化碳氧化裂解和乙烷氧氣氧化裂解的反應(yīng)如下：
（Ⅰ）C₂H₆（g）?C₂H₄（g）+H₂（g）ΔH₁=+125kJ?mol^-1
（Ⅱ）CO₂（g）+C₂H₆（g）?C₂H₄（g）+CO（g）+H₂O（g）ΔH₂=+177kJ?mol^-1
（Ⅲ）2C₂H₆（g）+O₂（g）?2C₂H₄（g）+2H₂O（g）ΔH₃=-211.6kJ?mol^-1
回答下列問(wèn)題：
（1）已知鍵能：E（C—H）=416kJ?mol^-1，E（H—H）=436kJ?mol^-1，由此計(jì)算生成1mol碳碳π鍵放出的能量為
271
271
kJ。

（2）在一絕熱的恒容密閉容器中，通入一定量的C₂H₆發(fā)生反應(yīng)（Ⅰ），反應(yīng)過(guò)程中容器內(nèi)壓強(qiáng)（p）與時(shí)間（t）變化如圖1所示，隨著反應(yīng)進(jìn)行，a～b段壓強(qiáng)減小的原因是
反應(yīng)（Ⅰ）吸熱，反應(yīng)初期，反應(yīng)正向進(jìn)行，盡管容器內(nèi)氣體分子數(shù)增多，但反應(yīng)吸熱，溫度降低引起的壓強(qiáng)減小的程度大于氣體分子增多引起壓強(qiáng)增大的程度
反應(yīng)（Ⅰ）吸熱，反應(yīng)初期，反應(yīng)正向進(jìn)行，盡管容器內(nèi)氣體分子數(shù)增多，但反應(yīng)吸熱，溫度降低引起的壓強(qiáng)減小的程度大于氣體分子增多引起壓強(qiáng)增大的程度
。
（3）反應(yīng)（Ⅱ）的Arrhenius經(jīng)驗(yàn)公式實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖2中曲線a所示，已知Arrhenius經(jīng)驗(yàn)公式Rlnk=-
E
a
T
+C（E_a為活化能，k為速率常數(shù)，R和C為常數(shù)）反應(yīng)的活化能E_a=
26
26
kJ?mol^-1。當(dāng)改變外界條件時(shí)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖中曲線b所示，則實(shí)驗(yàn)可能改變的外界條件是
加入催化劑或增大催化劑表面積
加入催化劑或增大催化劑表面積
。
（4）乙烷氧氣氧化裂解制乙烯，除發(fā)生反應(yīng)（Ⅲ）之外，還發(fā)生副反應(yīng)（Ⅳ）：2C₂H₆（g）+7O₂（g）?4CO₂（g）+6H₂O（g）。在800℃時(shí)用乙烷氧氣氧化裂解制乙烯，乙烷的轉(zhuǎn)化率、乙烯的選擇性和收率隨投料比
n
（
C
2
H
6
）
n
（
O
2
）
的變化關(guān)系如圖所示：

已知：C₂H₄的選擇性=
生成的物質(zhì)的量
參加反應(yīng)的物質(zhì)的量
×100%C₂H₄的收率=C₂H₆的轉(zhuǎn)化率×C₂H₄的選擇性
①控制
n
（
C
2
H
6
）
n
（
O
2
）
=2而不采用選擇性更高的
n
（
C
2
H
6
）
n
（
O
2
）
=3.5，除可防止積碳外，另一原因是
n
（
C
2
H
6
）
n
（
O
2
）
為2～3.5 時(shí)，乙烯的收率幾乎不變
n
（
C
2
H
6
）
n
（
O
2
）
為2～3.5 時(shí)，乙烯的收率幾乎不變
；
n
（
C
2
H
6
）
n
（
O
2
）
＜2時(shí)，
n
（
C
2
H
6
）
n
（
O
2
）
越小，乙烷的轉(zhuǎn)化率越大，乙烯的選擇性和收率越小的原因是
氧氣過(guò)量，乙烷發(fā)生了深度氧化，生成CO、CO等其他物質(zhì)
氧氣過(guò)量，乙烷發(fā)生了深度氧化，生成CO、CO等其他物質(zhì)
。
②一定溫度和壓強(qiáng)為5.8pMPa條件下，將C₂H₆和O₂按物質(zhì)的量之比為2：3通入密閉彈性容器中發(fā)生反應(yīng)，平衡時(shí)，C₂H₄選擇性為60%，C₂H₄的收率為48%。該溫度下，反應(yīng)2C₂H₆（g）+O₂（g）?2C₂H₄（g）+2H₂O（g）的K_p=
51.84pMPa
51.84pMPa
（用含字母p的代數(shù)式表示，帶單位。已知K_p是用反應(yīng)體系中氣體的分壓來(lái)表示的平衡常數(shù)，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）

【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算；有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算．

【答案】271；反應(yīng)（Ⅰ）吸熱，反應(yīng)初期，反應(yīng)正向進(jìn)行，盡管容器內(nèi)氣體分子數(shù)增多，但反應(yīng)吸熱，溫度降低引起的壓強(qiáng)減小的程度大于氣體分子增多引起壓強(qiáng)增大的程度；26；加入催化劑或增大催化劑表面積；

（

）

（

）

為2～3.5 時(shí)，乙烯的收率幾乎不變；氧氣過(guò)量，乙烷發(fā)生了深度氧化，生成CO、CO等其他物質(zhì)；51.84pMPa

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：25引用：2難度：0.5

相似題

1．在催化劑作用下，可逆反應(yīng)2SiHCl₃（g）?SiH₂Cl₂（g）+SiCl₄（g）在溫度為323K和343K時(shí)SiHCl₃的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示（已知：反應(yīng)速率v=v_正-v_逆=k_正x²_SiHCl3-k_逆x_SiH2Cl2x_SiCl4，k_正、k_逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（　?。?/h2>

A．343K時(shí)，反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率為22%

B．343K時(shí)，反應(yīng)的平衡常數(shù)約為0.02

C．343K時(shí)，提高反應(yīng)物壓強(qiáng)或濃度可縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間

D．a(chǎn)處的

正

逆

=1.1，且a處的反應(yīng)速率大于b處的反應(yīng)速率

發(fā)布：2024/12/26 8:0:1組卷：40引用：1難度：0.5

解析

2．甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域，三氯氫硅（SiHCl3）是制備甲硅烷的重要原料?；卮鹣铝袉?wèn)題：
（1）工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時(shí)伴隨發(fā)生的反應(yīng)有：
Si（s）+4HCl（g）═SiCl₄（g）+2H₂（g）△H=-241kJ/mol
SiHCl₃（g）+HCl（g）═SiCl₄（g）+H₂（g）△H=-31kJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl₃的熱化學(xué)方程式是

。
（2）鋁鋰形成化合物L(fēng)iAlH₄既是金屬儲(chǔ)氫材料又是有機(jī)合成中的常用試劑，遇水能得到無(wú)色溶液并劇烈分解釋放出H₂，請(qǐng)寫出其水解反應(yīng)化學(xué)方程式

。LiAlH₄在化學(xué)反應(yīng)中通常作

（填“氧化”或“還原”）劑。工業(yè)上可用四氯化硅和氫化鋁鋰（LiAlH₄）制甲硅烷，反應(yīng)后得甲硅烷及兩種鹽。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。
（3）三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應(yīng)2SiHCl₃（g）?SiH₂Cl₂（g）+SiCl₄（g）為歧化制甲硅烷過(guò)程的關(guān)鍵步驟，此反應(yīng)采用一定量的PA100催化劑，在不同反應(yīng)溫度下測(cè)得SiHCl₃的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時(shí)，平衡轉(zhuǎn)化率為

，該反應(yīng)是

反應(yīng)（填“放熱”“吸熱”）。
②323.15K時(shí)，要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，可采取的最佳措施是

。
（4）比較a、b處反應(yīng)速率的大小：v_a

v_b（填“＞”“＜”或“=”）。已知反應(yīng)速率v_正=k₁x²__SiHCl3，
v_逆=k₂x²__SiH2Cl2x_SiCl4，k₁、k₂分別是正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)，與反應(yīng)溫度有關(guān)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，則在353.15K時(shí)
k
1
k
2
=

（保留3位小數(shù)）。
（5）硅元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是H₂SiO₃，室溫下，0.1mol/L的硅酸鈉溶液和0.1mol/L的碳酸鈉溶液，堿性更強(qiáng)的是

，其原因是

。
已知：H₂SiO₃：K_a1=2.0×10^-10、K_a2=1.0×10^-12，H₂CO₃：K_a1=4.3×10^-7、K_a2=5.6×10^-11
發(fā)布：2024/12/26 8:0:1組卷：61引用：2難度：0.2
解析
3．甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域，三氯氫硅（SiHCl₃）是制備甲硅烷的重要原料?；卮鹣铝袉?wèn)題：
（1）工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl₃時(shí)伴隨發(fā)生的反應(yīng)有：
①Si（s）+4HCl（g）═SiCl₄（ g）+2H₂（g）△H=-24lkJ/mol
②SiHCl₃ （g）+HCl（g）═SiCl₄ （g）+H₂（g）△H=-3lkJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl₃的熱化學(xué)方程式是

。
（2）工業(yè)上可用四氯化硅和氫化鋁鋰（LiAlH₄）制甲硅烷，反應(yīng)后得甲硅烷及兩種鹽。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。
（3）三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應(yīng)2SiHCl₃（g）?SiH₂Cl₂（g）+SiCl₄（g）為歧化制甲硅烷過(guò)程的關(guān)鍵步驟，此反應(yīng)采用一定量的PA100催化劑，在不同反應(yīng)溫度下測(cè)得SiHCl₃的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時(shí)，平衡轉(zhuǎn)化率為

。該反應(yīng)是

反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）。②323.15K時(shí)，要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，可采取的措施有

。（答一種即可）
③比較a、b處反應(yīng)速率的大?。簐_a

v_b（填“＞”“＜”或“=”）。已知反應(yīng)速率v_正=k₁x²_SiHCl3 v_逆=k₂x_SiH2Cl2 x_SiCl4，k₁、k₂分別是正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)，與反應(yīng)溫度有關(guān)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，則在353.15K時(shí)
k
1
k
2
=

（保留3位小數(shù)）。
發(fā)布：2024/12/26 8:0:1組卷：19引用：1難度：0.5
解析

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