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，主要副產物為3一氯丙烯（CH2=CHCH2Cl），反應原理為：

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

請回答下列問題：

（1）已知：CH2 =CHCH2Cl （g） + HCl （ g）CH2ClCHClCH3（g）的正反應的活化能Ea（正）為132 kJmol-1，則逆反應的活化能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，一段時間后測得CH2ClCHClCH3的產率與溫度的關系如圖1所示。

①下列說法正確的是______（填代號）。

a .使用催化劑A、B的最佳溫度：A <B

b .p、m點分別是對應溫度下CH2ClCHClCH3的平衡產率

c. 使用催化劑降低了反應的活化能和焓變

d. 溫度不變，增大壓強可使CH2ClCHClCH3的產率提高

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

（3）T℃時使用選擇性更高的催化劑，在恒容密閉容器內充入等物質的量的C12 （ g） 和CH2=CHCH3 （g）進行反應i，測得容器各組分的分壓強（p分=p總×體積分數）隨時間的變化關系如圖2所示，回答下列問題：

①若用單位時間內氣體分壓的變化來表示反應速率，即υ= ，則t1~t2時間段內平均反應速率υ（CH2=CHCH3）= _______ kPamin-1（用相關字母表示）；平衡時CH2ClCHClCH3的體積分數________。

②反應的平衡常數KP=_____________（用平衡分壓代替平衡濃度，相關字母表示結果）。

（4）如圖3是在酸性電解質溶液中，用惰性電極將CO2轉化為低碳烯烴的電化學裝置，回答下列問題：

①太陽能電池的負極是 __________（填“a”或“b”）。

②生成丙烯的電極反應式是____________。

③相同時間內，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、結合活化能計算；

（2）根據圖象，結合外界條件對化學平衡移動的影響分析作答；

（3）結合圖象，起始、轉化、平衡之間的關系分析計算；

（4）根據電解原理分析計算；

（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）的正反應的活化能Ea（正）為132 kJmol-1，則逆反應的活化能Ea（逆）為132kJ/mol+32kJ/mol=164kJ/mol。

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

b.該反應的正反應為放熱反應，降低溫度平衡正向移動，CH2ClCHClCH3的平衡產率增大，p、m點對應溫度下CH2ClCHClCH3的產率低于B催化劑下450℃時CH2ClCHClCH3的產率，則p、m點不是對應溫度下CH2ClCHClCH3的平衡產率，b錯誤；

c. 使用催化劑能降低反應的活化能，但不改變焓變，c錯誤；

d. 溫度不變，增大壓強平衡正向移動，可使CH2ClCHClCH3的產率提高，d正確；

答案選ad。

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

（3）①設起始時Cl2和CH2=CHCH3物質的量都為amol，根據圖象，起始時Cl2和CH2=CHCH3的分壓都為P0，平衡時CH2ClCHClCH3的分壓為0.75P0，恒溫恒容時氣體的壓強之比等于氣體物質的量之比，則平衡時CH2ClCHClCH3的物質的量為0.75amol，根據反應CH2 =CHCH3（g） +C12（g）CH2ClCHClCH3（g）可知，平衡時Cl2和CH2=CHCH3物質的量都為0.25amol，則平衡時Cl2和CH2=CHCH3的分壓都為0.25P0，結合圖象知，t1時CH2ClCHClCH3的分壓為0.25P0，從起始~t1生成CH2ClCHClCH3的物質的量為0.25amol，則t1時Cl2和CH2=CHCH3物質的量都為0.75amol，Cl2和CH2=CHCH3的分壓都為0.75P0，t1~t2時間段內平均反應速率υ（CH2=CHCH3）===kPamin-1；平衡時CH2ClCHClCH3的體積分數為×100%=60%。

②反應的平衡常數KP==。

（4）①CO2轉化為乙烯、丙烯等是得電子的還原過程，應在電解池的陰極發(fā)生，則太陽能電池的負極為a。

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

③陽極電極反應式為2H2O-4e-=O2↑+4H+，低碳烯烴中C元素的平均化合價都為-2價，則1molCO2轉化為低碳烯烴時都得到6mol電子，根據電子守恒，相同時間內，相同條件下，消耗的CO2與生成的O2 的體積之比為4:6=2:3。