(一)乙炔是一种重要的化工原料，最新研制出的由裂解气(H2、CH4、C2H4)与煤粉在催化...

(一)乙炔是一种重要的化工原料，最新研制出的由裂解气(H2、CH4、C2H4)与煤粉在催化剂条件下制乙炔，该生产过程是目前清洁高效的煤化工过程。已知：发生的部分反应如下（在25℃、 101 kPa时）,CH4、C2H4 在高温条件还会分解生成炭与氢气：

①C (s) +2H2(g)CH4(g) △H1=－74.85kJ•mol-1

②2CH4(g)C2H4(g) +2H2(g) △H2=340.93kJ•mol-1

③C2H4(g)C2H2(g) +H2(g) △H3=35.50kJ•mol-1

请回答：

（1）依据上述反应， 请写出 C 与 H2化合生成 C2H2 的热化学方程式：______________。

（2）若以乙烯和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中含有乙烯、乙炔、氢气等。图1 为乙炔产率与进料气中 n（氢气）/n（乙烯）的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是______________。

（3）图 2 为上述诸反应达到平衡时各气体体积分数和反应温度的关系曲线。

①乙炔体积分数在1530℃之前随温度升高而增大的原因可能是_______________；1530℃之后，乙炔体积分数增加不明显的主要原因可能是_______________。

②在体积为1L的密闭容器中反应，1530℃时测得气体的总物质的量为1.000 mol，则反应C2H4(g)C2H2(g) +H2(g) 的平衡常数 K=_______________。

③请在图3中绘制乙烯的体积分数和反应温度的关系曲线__________。

(二)当今，人们正在研究有机锂电解质体系的锂-空气电池，它是一种环境友好的蓄电池。放电时电池的总反应为:4Li+O2===2Li2O。在充电时，阳极区发生的过程比较复杂，目前普遍认可的是按两步进行，请补充完整。电极反应式： ________________________和 Li2O2－2e-＝2Li＋＋O2。

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甲烷以天然气和可燃冰两种主要形式存在于地球上，储量巨大，充分利用甲烷对人类的未来发展具有重要意义。

（1）乙炔（CH≡CH）是重要的化工原料。工业上可用甲烷裂解法制取乙炔，反应为：2CH4(g）C2H2(g）+ 3H2(g）。甲烷裂解时还发生副反应： 2CH4(g）C2H4(g）+2H2(g）。甲烷裂解时，几种气体平衡时分压（Pa）的对数即lgP与温度（℃）之间的关系如图所示。

①1725℃时，向恒容密闭容器中充入CH4，达到平衡时CH4生成C2H2的平衡转化率为_______。

②1725℃时，若图中H2的lgP=5，则反应2CH4(g）C2H2(g）+ 3H2(g）的平衡常数Kp=_________（注：用平衡分压Pa代替平衡浓度mol/L进行计算）。

③根据图判断，2CH4(g）C2H2(g）+3H2(g）△H_____0（填“＞”或“＜”）。由图可知，甲烷裂解制乙炔过程中有副产物乙烯生成。为提高甲烷制乙炔的产率，除改变温度外，还可采取的措施有_______。

（2）工业上用甲烷和水蒸气在高温和催化剂存在的条件下制得合成气（CO、H2），发生反应为：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　 △H＞0　　

图中a、b、c、d四条曲线中的两条代表压强分别为1MPa、2MPa时甲烷含量曲线，其中表示1MPa的是________（填字母）。在实际生产中采用图中M点而不是N点对应的反应条件，运用化学反应速率和平衡知识，同时考虑实际生产，说明选择该反应条件的主要原因是__________。

（3）利用CH4、CO2在一定条件下重整的技术可得到富含CO的气体，在能源和环境上具有双重重大意义。重整过程中的催化转化原理如图所示:

已知： CH4(g)+ H2O(g) CO (g )+ 3H2(g)　　 △H =+206.2 kJ/mol

CH4(g)+ 2H2O(g) CO2(g )+4H2(g)　　 △H =+158.6 kJ/mol

则：

①过程II中第二步反应的化学方程式为__________。

②只有过程I投料比=______，过程II中催化剂组成才会保持不变。

③该技术总反应的热化学方程式为_______________。

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乙炔、乙烯均是重要的化工原料。回答下列问题：

（1）1902年，Sabatier首次发现，常压下过渡金属可以催化含有双键或叁键的气态烃的加氢反应。

①已知：C2H2（g）＋H2（g）═C2H4（g）△H1=-174.3kJ·mol—1

K1（300K）=3.37×1024

C2H2（g）＋2H2（g）=C2H6（g）△H2═-311.0kJ·mol一l

K2（300K）═1.19×1042

则反应C2H4（g）＋H2（g）═C2H6（g）的△H=___kJ·mol一1，K（300K）=__（保留三位有效数字）。

②2010年Sheth等得出乙炔在Pd表面选择加氢的反应机理（如图）。其中吸附在Pd表面上的物种用*标注。

上述吸附反应为____（填“放热”或“吸热”）反应，该历程中最大能垒（活化能）为____kJ·mol-1，该步骤的化学方程式为____。

（2）在恒容密闭容器中充入乙烯，一定条件下发生反应C2H4（g）⇌C2H2（g）＋H2（g）。乙烯的离解率为a，平衡时容器内气体总压强为P总，则分压p（C2H4）═___（用p总和a表示）。

（3）用如图装置电解含CO2的某酸性废水溶液，阴极产物中含有乙烯。

该分离膜为___（填“阳”或“阴”）离子选择性交换膜；生成乙烯的电极反应式为___。

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乙炔、乙烯均是重要的化工原料。回答下列问题：

（1）1902年，Sabatier首次发现，常压下过渡金属可以催化含有双键或叁键的气态烃的加氢反应。

①已知：C2H2（g）＋H2（g）═C2H4（g）△H1=-174.3kJ·mol—1

K1（300K）=3.37×1024

C2H2（g）＋2H2（g）=C2H6（g）△H2═-311.0kJ·mol一l

K2（300K）═1.19×1042

则反应C2H4（g）＋H2（g）═C2H6（g）的△H=___kJ·mol一1，K（300K）=__（保留三位有效数字）。

②2010年Sheth等得出乙炔在Pd表面选择加氢的反应机理（如图）。其中吸附在Pd表面上的物种用*标注。

上述吸附反应为____（填“放热”或“吸热”）反应，该历程中最大能垒（活化能）为____kJ·mol-1，该步骤的化学方程式为____。

（2）在恒容密闭容器中充入乙烯，一定条件下发生反应C2H4（g）⇌C2H2（g）＋H2（g）。乙烯的离解率为a，平衡时容器内气体总压强为P总，则分压p（C2H4）═___（用p总和a表示）。

（3）用如图装置电解含CO2的某酸性废水溶液，阴极产物中含有乙烯。

该分离膜为___（填“阳”或“阴”）离子选择性交换膜；生成乙烯的电极反应式为___。

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乙炔是重要的化工原料，广泛用于有机合成和氧炔焊等。生产乙炔的方法有多种，如电石法、甲烷裂解法等。

（1）在Co(NO3)2催化下，乙炔可被50％的浓硝酸(硝酸被还原为NO2)在20~70℃时直接氧化为H2C2O4·2H2O。

①该反应的化学方程式为____________________________________________________；

②实际生产中硝酸可循环利用而不被消耗，用方程式说明：__________________。

（2）电石法原理为：由石油焦与生石灰在电炉中生成电石CaC2(含Ca3P2、CaS等杂质)，电石与水反应生成C2H2(含PH3及H2S等杂质)。

①已知焦炭固体与氧化钙固体每生成l g CaC2固体，同时生成CO气体吸收7.25kJ的热量，则该反应的热化学方程式为______________________________________________；

②用CuSO4溶液净化乙炔气体，去除PH3的反应之一为：

4CuSO4+PH3+4H2O==4Cu↓+H3PO4+4H2SO4，每去除1 mol PH3，该反应中转移电子的物质的量为__________；

③电石法工艺流程简单、容易操作、乙炔纯度高，缺点是___________________(举1例)。

（3）甲烷裂解法原理为：2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)　 △H，实验测得该反应的Kp(用平衡分压代替浓度计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)与温度的关系如下图所示：

①该反应的△H________0(填“>”、“=”或“<”)；

②图中G点v(正)______v(逆)(填“>”、“=”或“<”)；

③M点时，若容器中气体的总物质的量为1 mol，CH4、C2H2及H2的物质的量分别为a、b、c，则总压P与a、b、c之间的关系为___________________。

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乙炔是重要的化工原料，广泛用于有机合成和氧炔焊等。生产乙炔的方法有多种，如电石法、甲烷裂解法等。

(1)在Co(NO3)2催化下，乙炔可被50％的浓硝酸(硝酸被还原为NO2)在20~70℃时直接氧化为H2C2O4·2H2O。

①该反应的化学方程式为________________________；

②实际生产中硝酸可循环利用而不被消耗，用方程式说明：___________________。

(2)电石法原理为：由石油焦与生石灰在电炉中生成电石CaC2(含Ca3P2、CaS等杂质)，　　 电石与水反应生成C2H4(含PH3及H2S等杂质)。

①已知焦炭固体与氧化钙固体每生成l g CaC2固体，同时生成CO气体吸收7.25kJ的　　 热量，则该反应的热化学方程式为_____________________________________；

②用CuSO4溶液净化乙炔气体，去除PH3的反应之一为：4CuSO4+PH3+4H2O===4Cu↓+H3PO4+4H2SO4，每去除1 mol PH3，该反应中转移电子的物质的量为__________；

③反应H2S(aq)+Cu2+(aq)===CuS(s)+2H+(aq)的平衡常数为________________；(已知Ksp(CuS)=1.25×10-36，H2S的Kal=1×10-7，Ka2=1×10-13)

④电石法工艺流程简单、容易操作、乙炔纯度高，缺点是_______(举1例)。

(3)甲烷裂解法原理为：2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)△H，实验测得该反应的Kp(用平衡分压代替浓度计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)与温度的关系如图所示：

①该反应的△H________0(填“>”、“=”或“<”)；

②图中G点v(正)______v(逆)(填“>”、“=”或“<”)；

③M点时，若容器中气体的总物质的量为1 mol，则总压P与n(CH4)、n(C2H2)及n(H2)之间的关系为_________。

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乙炔是重要的化工原料，广泛用于有机合成和氧炔焊等。生产乙炔的方法有多种，如电石法、甲烷裂解法等。

(1)在Co(NO3)2催化下，乙炔可被50％的浓硝酸(硝酸被还原为NO2)在20~70℃时直接氧化为H2C2O4·2H2O。

①该反应的化学方程式为________________________；

②实际生产中硝酸可循环利用而不被消耗，用方程式说明：___________________。

(2)电石法原理为：由石油焦与生石灰在电炉中生成电石CaC2(含Ca3P2、CaS等杂质)，　　 电石与水反应生成C2H4(含PH3及H2S等杂质)。

①已知焦炭固体与氧化钙固体每生成l g CaC2固体，同时生成CO气体吸收7.25kJ的　　 热量，则该反应的热化学方程式为_____________________________________；

②用CuSO4溶液净化乙炔气体，去除PH3的反应之一为：4CuSO4+PH3+4H2O===4Cu↓+H3PO4+4H2SO4，每去除1 mol PH3，该反应中转移电子的物质的量为__________；

③反应H2S(aq)+Cu2+(aq)===CuS(s)+2H+(aq)的平衡常数为________________；(已知Ksp(CuS)=1.25×10-36，H2S的Kal=1×10-7，Ka2=1×10-13)

④电石法工艺流程简单、容易操作、乙炔纯度高，缺点是_______(举1例)。

(3)甲烷裂解法原理为：2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)△H，实验测得该反应的Kp(用平衡分压代替浓度计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)与温度的关系如图所示：

①该反应的△H________0(填“>”、“=”或“<”)；

②图中G点v(正)______v(逆)(填“>”、“=”或“<”)；

③M点时，若容器中气体的总物质的量为1 mol，则总压P与n(CH4)、n(C2H2)及n(H2)之间的关系为_________。

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乙炔是重要的化工原料，广泛用于有机合成和氧炔焊等。生产乙炔的方法有多种，如电石法、甲烷裂解法等。

(1)在Co(NO3)2催化下，乙炔可被50％的浓硝酸(硝酸被还原为NO2)在20~70℃时直接氧化为H2C2O4·2H2O。

①该反应的化学方程式为________________________；

②实际生产中硝酸可循环利用而不被消耗，用方程式说明：___________________。

(2)电石法原理为：由石油焦与生石灰在电炉中生成电石CaC2(含Ca3P2、CaS等杂质)，　　 电石与水反应生成C2H4(含PH3及H2S等杂质)。

①已知焦炭固体与氧化钙固体每生成l g CaC2固体，同时生成CO气体吸收7.25kJ的　　 热量，则该反应的热化学方程式为_____________________________________；

②用CuSO4溶液净化乙炔气体，去除PH3的反应之一为：4CuSO4+PH3+4H2O===4Cu↓+H3PO4+4H2SO4，每去除1 mol PH3，该反应中转移电子的物质的量为__________；

③反应H2S(aq)+Cu2+(aq)===CuS(s)+2H+(aq)的平衡常数为________________；(已知Ksp(CuS)=1.25×10-36，H2S的Kal=1×10-7，Ka2=1×10-13)

④电石法工艺流程简单、容易操作、乙炔纯度高，缺点是_______(举1例)。

(3)甲烷裂解法原理为：2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)△H，实验测得该反应的Kp(用平衡分压代替浓度计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)与温度的关系如图所示：

①该反应的△H________0(填“>”、“=”或“<”)；

②图中G点v(正)______v(逆)(填“>”、“=”或“<”)；

③M点时，若容器中气体的总物质的量为1 mol，则总压P与n(CH4)、n(C2H2)及n(H2)之间的关系为_________。

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丙烯是一种重要的化工原料。可由丙烷催化脱氢制备。

主反应：①C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)　　 ΔH1

副反应：②C3H8(g)=C2H4(g)+CH4(g)

③C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g)

④C3H8(g)+H2(g)=C2H6(g)+CH4(g)

回答下列问题：

（1）已知：C3H8(g)+O2(g)=C3H6(g)+H2O(g)　　 ΔH2=－117kJ/mol

H2(g)+O2(g)=H2O(g)　　 ΔH3=－242kJ/mol。反应①的ΔH1=___。

（2）某温度下，在体积不变的密闭容器内发生反应①，起始总压强为105Pa，平衡时总压增加了20%。则C3H8的转化率为___；该反应的平衡常数Kp=___Pa。若提高C3H8的平衡转化率，可采取的措施有___（填标号）。

A.增大C3H8的浓度

B.提高温度

C.恒容下通入惰性气体

D.使用高效催化剂

（3）工业生产中常采用恒压下充入高温水蒸气的条件。如图表示常压下反应①C3H8的平衡转化率与温度及水烃比（M）的关系，M2___5（填“>”或“<”）。

（4）已知高温下C－C键断裂反应比C－H键断裂的脱氢反应容易发生，这将导致丙烯选择性降低；同时高温加剧催化剂表面积炭，导致催化剂迅速失活。在生产中充入CO2的作用之一是利于催化剂活性保持，其原因是___。反应气中的配比对催化剂活性的影响如表所示。其中C3H6收率最高时的配比是___。

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丙烯是一种重要的化工原料。可由丙烷催化脱氢制备。

主反应：①C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)　　 ΔH1

副反应：②C3H8(g)=C2H4(g)+CH4(g)

③C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g)

④C3H8(g)+H2(g)=C2H6(g)+CH4(g)

回答下列问题：

（1）已知：C3H8(g)+O2(g)=C3H6(g)+H2O(g)　　 ΔH2=－117kJ/mol

H2(g)+O2(g)=H2O(g)　　 ΔH3=－242kJ/mol。反应①的ΔH1=___。

（2）某温度下，在体积不变的密闭容器内发生反应①，起始总压强为105Pa，平衡时总压增加了20%。则C3H8的转化率为___；该反应的平衡常数Kp=___Pa。若提高C3H8的平衡转化率，可采取的措施有___（填标号）。

A.增大C3H8的浓度

B.提高温度

C.恒容下通入惰性气体

D.使用高效催化剂

（3）工业生产中常采用恒压下充入高温水蒸气的条件。如图表示常压下反应①C3H8的平衡转化率与温度及水烃比（M）的关系，M2___5（填“>”或“<”）。

（4）已知高温下C－C键断裂反应比C－H键断裂的脱氢反应容易发生，这将导致丙烯选择性降低；同时高温加剧催化剂表面积炭，导致催化剂迅速失活。在生产中充入CO2的作用之一是利于催化剂活性保持，其原因是___。反应气中的配比对催化剂活性的影响如表所示。其中C3H6收率最高时的配比是___。

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