Question

廣東省近幾年來的乙烯產(chǎn)量一直居全國(guó)之首．工業(yè)上常用乙烷裂解制取乙烯：C₂H₆（g）?C₂H₄（g）+H₂（g）△H
回答下列問題：
（1）C₂H₆分子中，存在的共價(jià)鍵類型有：    ．
（2）下表為一些共價(jià)鍵在斷裂（或生成）時(shí)，所吸收（或放出）的能量：

化學(xué)鍵	H-H	C-H	C-C	C=C
吸收或放出的能量 E/（kJ．mol-1）	435.3	414.4	345.6	615.3

上述反應(yīng)的△H=    ．
（3）將1.00mol乙烷充入容積為1.00L的恒容密閉容器，一定溫度下發(fā)生反應(yīng)，平衡時(shí)測(cè)得乙烷的物質(zhì)的量為0.20mol．求該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)及乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率．（寫出計(jì)算過程）
（4）實(shí)際生產(chǎn)中，常在恒溫恒壓下采用加入水蒸氣的方法來提高乙烯的產(chǎn)率（水蒸汽在此條件下不參與反應(yīng)），原因是    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）同種原子之間形成的共價(jià)鍵為非極性鍵，不同原子形成的共價(jià)鍵為極性鍵；
（2）反應(yīng)熱△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能；
（3）平衡常數(shù)指生成物濃度的系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪之積的比值，平衡常數(shù)k=，根據(jù)平衡時(shí)乙烷的物質(zhì)的量，利用三段式計(jì)算出平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量，進(jìn)而求出平衡時(shí)各組分的濃度，代入平衡常數(shù)計(jì)算；利用轉(zhuǎn)化率的定義計(jì)算乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率；
（4）恒溫恒壓下加入水蒸氣，系統(tǒng)總壓不變，體積增大，各物質(zhì)的濃度同等程度減小，濃度商Qc＜平衡常數(shù)K．
解答：解：（1）C₂H₆是烷烴，分子中存在C-C單鍵和C-H鍵．C-C單鍵為非極性鍵，C-H鍵為極性鍵．所以C₂H₆分子中含有非極性鍵、極性鍵，
故答案為：非極性鍵、極性鍵；
（2）反應(yīng)C₂H₆（g）?C₂H₄（g）+H₂（g）的反應(yīng)熱△H=345.6 kJ．mol^-1+6×414.4 kJ．mol^-1-（615.3kJ．mol^-1+4×414.4 kJ．mol^-1）-435.3 kJ．mol^-1=+123.8 kJ．mol^-1，
故答案為：+123.8 kJ．mol^-1；
（3）對(duì)于反應(yīng)         C₂H₆（g）   C₂H₄（g）+H₂（g）
起始時(shí)物質(zhì)的量/mol：1.00        0 0
變化的物質(zhì)的量/mol：1.0-0.2=0.8            0.8      0.8
平衡時(shí)物質(zhì)的量/mol：0.20          0.8   0.8
平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度/mol．L^-1：0.20    0.8 0.8
所以平衡常數(shù)k===3.2，
乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率=×100%=80%，
答：平衡常數(shù)為3.2，乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率80%；
（4）恒溫恒壓下加入水蒸氣，系統(tǒng)總壓不變，體積增大，各物質(zhì)的濃度同等程度減小，濃度商Qc＜平衡常數(shù)K，平衡向著正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以乙烯的產(chǎn)率提高，
故答案為：恒溫恒壓下加入水蒸氣，系統(tǒng)總壓不變，體積增大，各物質(zhì)的濃度同等程度減小，濃度商Qc＜平衡常數(shù)K．
點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)鍵、反應(yīng)熱、化學(xué)平衡移動(dòng)與計(jì)算等內(nèi)容，難度中等，旨在檢查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握與運(yùn)用能力．