天然气是重要的燃料和化工原料（主要成分为CH4，含少量C2H6等烃类）。（1）乙*在一定条件可发生如下反应：C...

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天然气是重要的燃料和化工原料（主要成分为CH4，含少量C2H6等烃类）。

（1）乙*在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH1，相关物质的燃烧热数据如下表所示：

①ΔH1=___kJ·mol−1。

②提高该反应平衡转化率的方法有___（至少写出两种方法）。

③体积为VL容器中通入1mol乙*、1mol*气，乙*的平衡转化率为α。反应的平衡常数K=___。

（2）高温下，**生成乙*的反应如下：2CH4→C2H6+H2。反应的速率方程为r=k×c(CH4)（其中r为反应速率，k为反应速率常数、只与温度有关）。

①设反应开始时的反应速率为r1，平衡时的反应速率r2=0.25r1，则**平衡转化率为___。

②下列有关该反应说法不正确的是___。

A．增加乙*浓度，r增大     B．升高温度，k增大

C．H2的生成速率逐渐增大    D．增加**浓度，r增大

（3）CH4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电解装置实现两种分子的耦合转化，其原理如图所示：

①电极A为___，写出电极B上生成C2H6的电极反应式：___。

②若生成的乙*和乙烯的体积比为2∶1，则消耗的CH4和CO2体积比为___。

【回答】

137    升高温度或减小压强（增大体积）或将产物及时从容器中分离        75%    AC    *极    2CH4-2e-+O2-=C2H6+H2O    3∶2   

【详解】

(1)①由表中燃烧热数值可得燃烧的热化学方程式为：a、C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g) +3H2O(l) ∆H1= -1560kJ∙mol-1，b、C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g) +2H2O(l) ∆H2= -1411kJ∙mol-1，c、H2(g)+O2(g)=H2O(l) ∆H3= -286kJ∙mol-1，由盖斯定律可知，a-b-c可得C2H6(g)=C2H4(g) + H2(g)，则∆H= ∆H1-∆H2-∆H3=( -1560kJ∙mol-1)-( -1411kJ∙mol-1)- ( -286kJ∙mol-1)=137kJ∙mol-1，故*为137；

②该反应为气体体积增大的吸热反应，升高温度、减小压强、将产物及时从容器中分离等措施能使平衡向正反应方向移动，提高乙*的平衡转化率，故*为：升高温度或减小压强（增大体积）或将产物及时从容器中分离；

③设起始时加入的乙*和*气各为1mol，由题意可建立如下三段式：

则反应的平衡常数为K===，故*为：；

(2)①设**的起始浓度为c，平衡时转化率为x，则平衡时**的浓度为(c—cx)，由r2=0.25r1可得：k×(c—cx)=0.25k×c，解得x=0.75，即75%，故*为：75%；

②A.由速率方程可知，反应速率与*气浓度无关，增加乙*浓度，反应速率不变，故错误；

B.升高温度，化学反应速率增大，则只与温度有关的反应速率常数k增大，故正确；

C．反应时，反应物**的浓度逐渐减小，由速率方程可知，*气的生成速率逐渐减小，故错误；

D.增加反应物**的浓度，由速率方程可知，反应速率增大，故正确；

AC错误，故*为：AC；

(3)①由图可知，二氧化碳转化为一氧化碳时，碳元素的化合价降低被还原，二氧化碳发生还原反应，则通入二氧化碳的A极为电解池的*极，B极为阳极，乙*在阳极上失去电子发生氧化反应生成乙*或乙烯，生成乙*的电极反应式为2CH4-2e-+O2-=C2H6+H2O，故*为：2CH4-2e-+O2-=C2H6+H2O；

②同温同压下，气体体积比等于物质的量之比，设生成的乙*和乙烯的物质的量分别为2mol和1mol，由碳原子个数守恒可知，**的物质的量为6mol，设二氧化碳的物质的量为a，由得失电子数目守恒可得：2mol×2+1mol×4=amol×2，解得a=4，则消耗的**和二氧化碳的体积比为6mol：4mol=3:2，故*为：3:2。

知识点：化学反应热的计算

题型：综合题