天然气的主要成分为CH 4,一般还含有C 2H 6等烃类,是重要的燃料和化工原料。
(1)乙烷在一定条件可发生如下反应:C 2H 6(g)═C 2H 4(g)+H 2(g)△H 1,相关物质的燃烧热数据如下表所示:
物质 |
C 2H 6(g) |
C 2H 4(g) |
H 2(g) |
燃烧热△H/(kJ•mol ﹣ 1) |
﹣1560 |
﹣1411 |
﹣286 |
①△H 1= kJ•mol ﹣ 1。
②提高该反应平衡转化率的方法有 、 。
③容器中通入等物质的量的乙烷和氢气,在等压下(p)发生上述反应,乙烷的平衡转化率为α.反应的平衡常数K p= (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(2)高温下,甲烷生成乙烷的反应如下:2CH 4 C 2H 6+H 2.反应在初期阶段的速率方程为:r=k×c ,其中k为反应速率常数。
①设反应开始时的反应速率为r 1,甲烷的转化率为α时的反应速率为r 2,则r 2= r 1。
②对于处于初期阶段的该反应,下列说法正确的是 。
A.增加甲烷浓度,r增大
B.增加H 2浓度,r增大
C.乙烷的生成速率逐渐增大
D.降低反应温度,k减小
(3)CH 4和CO 2都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示:
①阴极上的反应式为 。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2:1,则消耗的CH 4和CO 2体积比为 。
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