乙烯的產(chǎn)量是一個(gè)國(guó)家石油化工水平的重要標(biāo)志，研究制備乙烯的原理具有重要的意義，科學(xué)家研究出各種制備乙烯的方法。
Ⅰ．由乙烷直接脫氫或氧化脫氫制備，原理如下：
直接脫氫：C₂H₆（g）?C₂H₄（g）+H₂（g）ΔH₁=+123.5kJ?mol^-1
氧化脫氫：2C₂H₆（g）+O₂（g）?2C₂H₄（g）+2H₂O（g）ΔH₂＜0
（1）已知鍵能E（C-H）=413.4kJ?mol^-1，E（H-H）=436kJ?mol^-1，生成1mol碳碳π鍵放出的能量為

267.3

267.3

kJ，從熱力學(xué)角度比較直接脫氫和氧化脫氫，氧化脫氫法的優(yōu)點(diǎn)為

氧化脫氫的ΔH＜0，且ΔS＞0，故不需要太高溫度就可以發(fā)生（因?yàn)椴恍枰邷兀圆淮嬖谟袡C(jī)物碳化或者催化劑失活的情況）

氧化脫氫的ΔH＜0，且ΔS＞0，故不需要太高溫度就可以發(fā)生（因?yàn)椴恍枰邷?，所以不存在有機(jī)物碳化或者催化劑失活的情況）

。
（2）一定溫度下，在恒容密閉容器中充入一定量的C₂H₆和O₂，維持初始?jí)簭?qiáng)p（C₂H₆）=10kPa,p（O₂）=5kPa,發(fā)生上述兩個(gè)反應(yīng)。2.5min時(shí)，p（C₂H₆）=6kPa,p（O₂）=4kPa,則用H₂的分壓變化表示直接脫氫反應(yīng)的平均速率為

0.8

0.8

kPa?min^-1；反應(yīng)一段時(shí)間后，C₂H₆和O₂的消耗速率比小于2：1的原因?yàn)?

生成的氫氣與氧氣反應(yīng)生成了水蒸氣

生成的氫氣與氧氣反應(yīng)生成了水蒸氣

。
Ⅱ．利用乙炔和氫氣催化加成制備乙烯，發(fā)生如下反應(yīng)：
①C₂H₂（g）+H₂（g）?C₂H₄（g）ΔH₃＜0
②C₂H₂（g）+2H₂（g）?C₂H₆（g）ΔH₄＜0
保持壓強(qiáng)為20kPa條件下，按起始投料n（C₂H₂）：n（H₂）=1：2，勻速通入裝有催化劑的反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)①和②，測(cè)得不同溫度下C₂H₂和的轉(zhuǎn)化率如圖實(shí)線所示（圖中虛線表示相同條件下平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化）。
（3）表示H₂轉(zhuǎn)化率的曲線是

n

n

（填“m”或“n”）。
（4）隨著溫度的升高，m和n兩條曲線都是先升高后降低，其原因是

開始階段未達(dá)到平衡，所以溫度高速率快，兩種氣體的轉(zhuǎn)化率都增大，但是隨著溫度升高，后面達(dá)到了平衡，溫度升高平衡逆向移動(dòng)，故轉(zhuǎn)化率下降（當(dāng)溫度高于T₂時(shí)反應(yīng)①生成的乙烯和氫氣反應(yīng)生成了乙烷，所以兩者的轉(zhuǎn)化率是相同的）

開始階段未達(dá)到平衡，所以溫度高速率快，兩種氣體的轉(zhuǎn)化率都增大，但是隨著溫度升高，后面達(dá)到了平衡，溫度升高平衡逆向移動(dòng)，故轉(zhuǎn)化率下降（當(dāng)溫度高于T₂時(shí)反應(yīng)①生成的乙烯和氫氣反應(yīng)生成了乙烷，所以兩者的轉(zhuǎn)化率是相同的）

。
（5）T₁時(shí)，兩種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率分別為0.75、0.5，反應(yīng)①的平衡常數(shù)K_p=

0.2

0.2

kPa^-1。