Question

【題目】丙烷、乙烯等有機物在工業上有廣泛的應用。回答下列問題：

(1)丙烷中混有乙烯雜質，實驗室用如圖裝置除雜，得到純凈的丙烷。若試劑a為酸性高錳酸鉀溶液，則試劑b、c的名稱分別為______、_______。

(2)如圖為各組物質的能量總和及相互間轉化的能量關系。丙烷氣體分解得到石墨(C)和氫氣的熱化學方程式為_________。

(3)在兩個容積均為1 L的恒容密閉容器中以不同的氫碳比[n(H2)/n(CO2)]充入2 mol H2和一定量的CO2，在一定條件下發生反應2CO2(g) +6H2(g)C2 H4(g) +4H2O(g) △H。CO2的平衡轉化率α(CO2)與溫度的關系如圖所示：

①該反應的H___________(填“>”“<"或“=")0，判斷的理由是__________。

②在氫碳比為2.0時，Q點v(逆)_______P點v(逆)(填“>”“<"或“=”)。

③氫碳比：x_____2. 0(填“>”“<”或“=”)。

④Q點對應溫度下，該反應平衡常數K=_______L3· mol-3。

Answer 1

【答案】飽和氫氧化鈉溶液 濃硫酸 C3H8(g)═3C(石墨，s)+4H2(g) △H=△H1△H2△H3 < 溫度升高CO2的平衡轉化率減小，平衡逆向移動，故逆反應是吸熱反應，正反應為放熱反應 < > 64

【解析】

（1）根據乙烯的性質及氧化產物分析解答；（2）根據蓋斯定律及圖示能量變化分析解答；（3）根據平衡移動原理及平衡常數表達式進行相關計算。

（1）乙烯被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成二氧化碳氣體，所以試劑b為飽和氫氧化鈉溶液，目的是除去二氧化碳氣體，試劑c為濃硫酸，目的是除去水分，故答案為：飽和氫氧化鈉溶液；濃硫酸；

（2）根據能量變化示意圖結合蓋斯定律可知，丙烷氣體(C3H8)分解得到石墨(C)和氫氣的熱化學方程式為：C3H8(g)═3C(石墨，s)+4H2(g) △H=△H1△H2△H3，故答案為：C3H8(g)═3C(石墨，s)+4H2(g) △H=△H1△H2△H3；

（3）①由圖可知，隨溫度升高CO2的平衡轉化率減小，說明升高溫度平衡逆向移動，升高溫度平衡向吸熱反應移動，則正反應為放熱反應，故△H<0，故答案為：<；溫度升高CO2的平衡轉化率減小，平衡逆向移動，故逆反應是吸熱反應，正反應為放熱反應；

②在氫碳比為2.0時，P點達平衡，Q點未達平衡，此時二氧化碳的轉化率比平衡時小，說明此時要繼續轉化更多的二氧化碳，反應物濃度在減小，生成物濃度在增大，正反應速率在減小，逆反應速率在增大，所以此時逆反應速率比平衡時逆反應速率小，故答案為：<；

③由圖象可知x的碳氫比不等于2，在相同條件下反應達平衡時，二氧化碳的轉化率增大了，說明是增大了氫氣的量，提高二化碳的轉化率，即氫碳比越大，二氧化碳轉化率越大，故答案為：>；

④Q點和P點相同溫度下K相同，P點平衡時二氧化碳轉化率為0.5，氫碳比n(H2)/n(CO2)=2，設起始時氫氣為2mol/L、二氧化碳為1mol/L，則二氧化碳濃度變化量為0.5mol/L，則：

代入平衡常數表達式，故答案為：64。