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乙烯是合成食品外包装材料聚乙烯的单体,可以由丁烷裂解制备。

主反应:C4H10(g,正丁烷)C2H4(g)+C2H6(g)  ΔH1

副反应:C4H10(g,正丁烷)CH4(g)+C3H6(g)   ΔH2   回答下列问题:

(1)化学上,将稳定单质的能量定为0,生成稳定化合物时的释放或吸收能量叫生成热,生成热可表示该物质相对能量。下表为25℃、101 kPa下几种有机物的生成热:

物质

甲烷

乙烷

乙烯

丙烯

正丁烷

异丁烷

生成热/kJ·mol1

−75

−85

52

20

−125

−132

①表格中的物质,最稳定的是________________(填结构简式)。

②上述反应中,ΔH1=____________kJ·mol1。

(2)一定温度下,在恒容密闭容器中投入一定量正丁烷发生反应生成乙烯。下列情况表明该反应达到平衡状态的是_________________(填代号)。

A.气体密度保持不变      B.保持不变

C.反应热不变      D.正丁烷分解速率和乙烷消耗速率相等  

(3)向密闭容器中充入丁烷,在一定条件(浓度、催化剂及压强等)下发生反应,测得乙烯产率与温度关系如图所示。温度高于600℃时,

随着温度升高,乙烯产率降低,可能的原因是____________(填代号)。

A.平衡常数降低   B.活化能降低  

C.催化剂活性降低   D.副产物增多

(4)在一定温度下向1 L恒容密闭容器中充入2 mol正丁烷,反应生成乙烯和乙烷,经过10 min 达到平衡状态,测得平衡时气体压强是原来的1.75倍。

①0~10 min内乙烷的生成速率v(C2H6)为___________mol·L1·min1。

②上述条件下,正丁烷的平衡转化率为_____________;该反应的平衡常数K为____。

(5)丁烷−空气燃料电池以熔融的K2CO3(其中不含O2和HCO3-)为电解质,以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。该燃料电池的正极反应式为26CO2+13O2+52e=6CO32-,负极反应式为____________________。

高二化学解答题中等难度题

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