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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。裂解的副反应为C4H10(g,正丁烷) CH4(g)+C3H6(g),请回答下列问题:

(1)化学上,将稳定单质的能量定为0,由元素的单质化合成单一化合物时的反应热叫该化合物的生成热,生成热可表示该物质相对能量。25 ℃、101 kPa几种有机物的生成热如下表所示:

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

由正丁烷裂解生成乙烯的热化学方程式为_____________________________。

(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。

下列情况能说明该反应达到平衡状态的是________(填标号)。

A.气体密度保持不变  B.c(C2H4)·c(C2H6)/c(C4H10)保持不变

C.反应热保持不变  D.正丁烷分解速率和乙烷消耗速率相等

(3)向密闭容器中充入正丁烷,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____________。

(4)在一定温度下向10 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)=________ 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-===26CO32-,则负极反应式为_________________________。

高二化学综合题困难题

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