Question

【題目】1，2一二氯丙烷（CH2ClCHClCH3）是一種重要的化工原料，工業(yè)上可用丙烯加成法制備，主要副產(chǎn)物為3一氯丙烯（CH2=CHCH2Cl），反應(yīng)原理為：

i .CH2 =CHCH3（g） +C12（g）CH2ClCHClCH3（g） △H1=-134kJmol-1

ii . CH2 =CHCH3（g） +C12（g）CH2= CHCH2Cl（g） +HCl（g） △H2 =-102kJmol-1

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）已知：CH2 =CHCH2Cl （g） + HCl （ g）CH2ClCHClCH3（g）的正反應(yīng)的活化能Ea（正）為132 kJmol-1，則逆反應(yīng)的活化能Ea（逆）為__________ kJmol-1 。

（2）某研究小組向密閉容器中充入一定量的C12（g）和CH2 =CHCH3 （ g），分別在 A、B兩種不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)，一段時(shí)間后測(cè)得CH2ClCHClCH3的產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如圖1所示。

①下列說(shuō)法正確的是______（填代號(hào)）。

a .使用催化劑A、B的最佳溫度：A <B

b .p、m點(diǎn)分別是對(duì)應(yīng)溫度下CH2ClCHClCH3的平衡產(chǎn)率

c. 使用催化劑降低了反應(yīng)的活化能和焓變

d. 溫度不變，增大壓強(qiáng)可使CH2ClCHClCH3的產(chǎn)率提高

②在250℃以后，A曲線中產(chǎn)率下降的原因可能是________（寫出兩條）。

（3）T℃時(shí)使用選擇性更高的催化劑，在恒容密閉容器內(nèi)充入等物質(zhì)的量的C12 （ g） 和CH2=CHCH3 （g）進(jìn)行反應(yīng)i，測(cè)得容器各組分的分壓強(qiáng)（p分=p總×體積分?jǐn)?shù)）隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖2所示，回答下列問(wèn)題：

①若用單位時(shí)間內(nèi)氣體分壓的變化來(lái)表示反應(yīng)速率，即υ= ，則t1~t2時(shí)間段內(nèi)平均反應(yīng)速率υ（CH2=CHCH3）= _______ kPamin-1（用相關(guān)字母表示）；平衡時(shí)CH2ClCHClCH3的體積分?jǐn)?shù)________。

②反應(yīng)的平衡常數(shù)KP=_____________（用平衡分壓代替平衡濃度，相關(guān)字母表示結(jié)果）。

（4）如圖3是在酸性電解質(zhì)溶液中，用惰性電極將CO2轉(zhuǎn)化為低碳烯烴的電化學(xué)裝置，回答下列問(wèn)題：

①太陽(yáng)能電池的負(fù)極是 __________（填“a”或“b”）。

②生成丙烯的電極反應(yīng)式是____________。

③相同時(shí)間內(nèi)，相同條件下，消耗的CO2與生成的O2 的體積之比為_________。

Answer 1

【答案】164 ad 放熱反應(yīng)溫度升高平衡逆移、催化劑失去活性 60％ a 3CO2 + 18H+ +18e- → CH3CH=CH2 + 6H2O 2 ：3

【解析】

（1）利用蓋斯定律、結(jié)合活化能計(jì)算；

（2）根據(jù)圖象，結(jié)合外界條件對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響分析作答；

（3）結(jié)合圖象，起始、轉(zhuǎn)化、平衡之間的關(guān)系分析計(jì)算；

（4）根據(jù)電解原理分析計(jì)算；

（1）i .CH2 =CHCH3（g） +C12（g）CH2ClCHClCH3（g） △H1=-134kJ·mol-1

ii . CH2 =CHCH3（g） +C12（g）CH2=CHCH2Cl（g） +HCl（g） △H2 =-102kJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律，將i-ii得CH2=CHCH2Cl（g） +HCl（g） CH2ClCHClCH3（g）H=-134kJ·mol-1-（-102kJ·mol-1）=-32kJ/mol；CH2 =CHCH2Cl （g） + HCl （ g）CH2ClCHClCH3（g）的正反應(yīng)的活化能Ea（正）為132 kJmol-1，則逆反應(yīng)的活化能Ea（逆）為132kJ/mol+32kJ/mol=164kJ/mol。

（2）①a.根據(jù)圖象，使用A催化劑250℃時(shí)CH2ClCHClCH3的產(chǎn)率最大，使用B催化劑450℃時(shí)CH2ClCHClCH3的產(chǎn)率最大，使用催化劑A、B的最佳溫度：A <B，a正確；

b.該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡正向移動(dòng)，CH2ClCHClCH3的平衡產(chǎn)率增大，p、m點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下CH2ClCHClCH3的產(chǎn)率低于B催化劑下450℃時(shí)CH2ClCHClCH3的產(chǎn)率，則p、m點(diǎn)不是對(duì)應(yīng)溫度下CH2ClCHClCH3的平衡產(chǎn)率，b錯(cuò)誤；

c. 使用催化劑能降低反應(yīng)的活化能，但不改變焓變，c錯(cuò)誤；

d. 溫度不變，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，可使CH2ClCHClCH3的產(chǎn)率提高，d正確；

答案選ad。

②在250℃以后，A曲線中產(chǎn)率下降的原因可能是：放熱反應(yīng)溫度升高平衡逆移、催化劑失去活性反應(yīng)速率減慢。

（3）①設(shè)起始時(shí)Cl2和CH2=CHCH3物質(zhì)的量都為amol，根據(jù)圖象，起始時(shí)Cl2和CH2=CHCH3的分壓都為P0，平衡時(shí)CH2ClCHClCH3的分壓為0.75P0，恒溫恒容時(shí)氣體的壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比，則平衡時(shí)CH2ClCHClCH3的物質(zhì)的量為0.75amol，根據(jù)反應(yīng)CH2 =CHCH3（g） +C12（g）CH2ClCHClCH3（g）可知，平衡時(shí)Cl2和CH2=CHCH3物質(zhì)的量都為0.25amol，則平衡時(shí)Cl2和CH2=CHCH3的分壓都為0.25P0，結(jié)合圖象知，t1時(shí)CH2ClCHClCH3的分壓為0.25P0，從起始~t1生成CH2ClCHClCH3的物質(zhì)的量為0.25amol，則t1時(shí)Cl2和CH2=CHCH3物質(zhì)的量都為0.75amol，Cl2和CH2=CHCH3的分壓都為0.75P0，t1~t2時(shí)間段內(nèi)平均反應(yīng)速率υ（CH2=CHCH3）===kPamin-1；平衡時(shí)CH2ClCHClCH3的體積分?jǐn)?shù)為×100%=60%。

②反應(yīng)的平衡常數(shù)KP==。

（4）①CO2轉(zhuǎn)化為乙烯、丙烯等是得電子的還原過(guò)程，應(yīng)在電解池的陰極發(fā)生，則太陽(yáng)能電池的負(fù)極為a。

②CO2中C元素的化合價(jià)為+4價(jià)，CH2=CHCH3中C元素的平均化合價(jià)為-2價(jià)，則3molCO2得到18mol電子生成1mol CH2=CHCH3，電極反應(yīng)式為3CO2 + 18H+ +18e- →CH3CH=CH2 + 6H2O。

③陽(yáng)極電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+，低碳烯烴中C元素的平均化合價(jià)都為-2價(jià)，則1molCO2轉(zhuǎn)化為低碳烯烴時(shí)都得到6mol電子，根據(jù)電子守恒，相同時(shí)間內(nèi)，相同條件下，消耗的CO2與生成的O2 的體積之比為4:6=2:3。