烯是重要的有机化工原料，主要用于生产聚烯、烯、环氧**等．Ⅰ．(1)以丁烯和乙烯为原料反应生成*烯的方...

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*烯是重要的有机化工原料，主要用于生产聚*烯、*烯*、环氧**等．

Ⅰ．(1)以丁烯和乙烯为原料反应生成*烯的方法被称为“烯烃歧化法”,反应为:C4H8（g）+C2H4（g）2C3H6（g）。已知：

①C2H4（g）+3O2（g）═2CO2（g）+2H2O（l）△H 1=－1411KJ•mol－1

②C3H6（g）+O2（g）═3CO2（g）+3H2O（l）△H 2=－2049KJ•mol－1

③C4H8（g）+6O2（g）═4CO2（g）+4H2O（l）△H 3=－2539KJ•mol－1

“烯烃歧化法”的反应的热化学方程式为_____________________。

(2)一定温度下，在一体积恒为 V 升的密闭容器中充入一定量的 C4H8 和 C2H4，发生烯烃歧化法的主要反应。 t1 时刻达到平衡状态，此时容器中 n(C4H8)=amol，n(C2H4)=2amol，n(C3H6)=b mol，且 C3H6 占平衡总体积的 1/4。

①求该时间段内的反应速率 v（C4H8）=_____________。 (用只含 a、V、t1 的式子表示)

②判断该反应达到平衡的标志是______________

A．2v (C4H8) 生成=v (C3H6) 消耗

B．C4H8、C2H4、C3H6 的物质的量之比为 1:1:2

C．混合气体的平均相对分子质量不再改变

D．C4H8、C2H4、C3H6 的浓度均不再变化

(3)Kp 是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数，即将 K 表达式中平衡浓度用平衡分压代替。已知反应﹕C4H8（g）+C2H4（g）2C3H6（g）,该反应中正反应速率v 正=k 正·p(C4H8)·p(C2H4),逆反应速率 v 逆=k 逆·p2(C3H6),其中 k 正、k 逆为速率常数,则 Kp 为_________(用 k 正、k 逆表示)。

Ⅱ．“丁烯裂解法”是另一种重要的*烯生产法，但生产过程中会有生成乙烯的副反应发生.反应如下主反应：3C4H84C3H6；副反应：C4H82C2H4

测得上述两反应的平衡体系中，各组分的质量分数（w%）随温度（T）和压强（P）变化的趋势分别如图 1 和图 2 所示：

(1)平衡体系中的*烯和乙烯的质量比是工业生产*烯时选择反应条件的重要指标之一，从产物的纯度考虑，该数值越高越好，从图 1 和图 2 中表现的趋势来看，下列反应条件最适宜的是_____（填字母序号）．

A．300oC 0.1MPa B．700oC 0.1MPa C．300oC 0.5MPa D．700oC 0.5MPa

(2)有研究者结合图 1 数据并综合考虑各种因素，认为 450℃的反应温度比 300℃或 700℃更合适，从反应原理角度分析其理由可能是________________．

(3)图2中，随压强增大平衡体系中*烯的百分含量呈上升趋势，从平衡角度解释其原因是____________。

【回答】

【*】 (1). C4H8(g) + C2H4(g)== 2C3H6(g) ΔH= +148 kJ·mol−1 (2). a/（2V×t1）mol·L－1 ·min－1 (3). D (4). k 正/k 逆 (5). C (6). 450oC 比 300oC 的反应速率快；比 700oC 的副反应程度小；丁烯转化成*烯的转化率高；该温度下催化剂的选择*最高；该温度是催化剂的活*温度 (7). 压强增大，生成乙烯的副反应平衡逆向移动，丁烯浓度增大，导致主反应的平衡正向移动，*烯含量增大。

【解析】

【分析】

Ⅰ．（1）根据盖斯定律进行计算；

（2）根据速率的计算公式以及可逆反应达到平衡状态的标志进行判断；

（3）由Kp=p2(C3H6)/p(C4H8)p(C2H4)及v正=k正·p(C4H8)·p(C2H4)，逆=k逆·p2(C3H6)得出结果；

Ⅱ．（1）根据图像1，在温度为300℃时*烯的含量很高，乙烯的含量很小，即m（C3H6）/m（C2H4）的比值较大；根据图像2，压强在0.5MPa时*烯的含量很高，乙烯的含量很小，即m（C3H6）/m（C2H4）的比值较大；

（2）450℃比300℃的反应速率快；比700℃的副反应程度小；丁烯转化成*烯的转化率高；该温度下催化剂的选择*最高；该温度是催化剂的活*温度；

（3）由主反应：3C4H84C3H6；副反应：C4H82C2H4可知，压强越大，生成乙烯的副反应平衡逆向移动，丁烯浓度增大，导致主反应的平衡正向移动，*烯含量增大。

【详解】Ⅰ．（1）已知①C2H4（g）+3O2（g）═2CO2（g）+2H2O（l）△H1=－1411KJ•mol－1；②C3H6（g）+O2（g）═3CO2（g）+3H2O（l）△H2=－2049KJ•mol－1；③C4H8（g）+6O2（g）═4CO2（g）+4H2O（l）△H3=－2539KJ•mol－1；根据盖斯定律将①+③-②×2可得C4H8（g）+C2H4（g）2C3H6（g） △H=（－1411）+（－2539）-（－2049）×2=+148kJ·mol−1，故*为：C4H8(g)+C2H4(g)=2C3H6(g) ΔH= +148kJ·mol−1。

（2）① C4H8(g)+C2H4(g)=2C3H6(g)

平衡时物质的量 amol 2amol bmol

达到平衡状态，C3H6占平衡总体积的1/4，则b/a+2a+b=1/4，解得：a=b

该时间段内的反应速率v（C4H8）=1/2v（C3H6）=1/2Δc（C3H6）/Δt=1/2bmol/VL×t1min=b/（2V×t1）mol·L－1 ·min－1=a/（2V×t1）mol·L－1 ·min－1，故*为：a/（2V×t1）mol·L－1 ·min－1。

②A.v(C4H8)生成、v(C3H6)消耗表示的都是逆反应速率，不能说明正逆反应速率相等，故A错误；

B.C4H8、C2H4、C3H6的物质的量之比等于系数比，不能说明达到平衡状态，故B错误；

C.混合气体的平均相对分子质量M=m/n，该反应是一个反应前后物质的量不变的反应，反应前后质量不变，故混合气体的平均相对分子质量始终改变，不能说明达到平衡状态，故C错误；

D.C4H8、C2H4、C3H6 的浓度均不再变化是平衡的特征，故D正确。

故*为：D。

（3）由C4H8（g）+C2H4（g）2C3H6（g）可知，Kp=p2(C3H6)/p(C4H8)p(C2H4)，又正反应速率v正=k正·p(C4H8)·p(C2H4)，逆反应速率v逆=k逆·p2(C3H6)，平衡时v正=v逆，所以KP=k正/k逆，故*为：k正/k逆。

Ⅱ．（1）根据图像1，在温度为300℃时*烯的含量很高，乙烯的含量很小，即m（C3H6）/m（C2H4）的比值较大；根据图像2，压强在0.5MPa时*烯的含量很高，乙烯的含量很小，即m（C3H6）/m（C2H4）的比值较大，因此最适宜的条件为：300oC、0.5MPa，故C正确，故*为：C。

（2）450℃的反应温度比300℃或700℃更合适的可能的原因有：450℃比300℃的反应速率快；比700℃的副反应程度小；丁烯转化成*烯的转化率高；该温度下催化剂的选择*最高；该温度是催化剂的活*温度，故*为：450℃比300℃的反应速率快；比700℃的副反应程度小；丁烯转化成*烯的转化率高；该温度下催化剂的选择*最高；该温度是催化剂的活*温度。

（3）由主反应：3C4H84C3H6；副反应：C4H82C2H4可知，压强越大，生成乙烯的副反应平衡逆向移动，丁烯浓度增大，导致主反应的平衡正向移动，*烯含量增大，故*为：生成乙烯的副反应平衡逆向移动，丁烯浓度增大，导致主反应的平衡正向移动，*烯含量增大。