Question

廣東省近幾年來的乙烯產量一直居全國之首．工業上常用乙烷裂解制取乙烯：C₂H₆（g）?C₂H₄（g）+H₂（g）△H
回答下列問題：
（1）C₂H₆分子中，存在的共價鍵類型有：

非極性鍵、極性鍵

．
（2）下表為一些共價鍵在斷裂（或生成）時，所吸收（或放出）的能量：

化學鍵	H-H	C-H	C-C	C=C
吸收或放出的能量 E/（kJ．mol-1）	435.3	414.4	345.6	615.3

上述反應的△H=

+123.8kJ．mol^-1

．
（3）將1.00mol乙烷充入容積為1.00L的恒容密閉容器，一定溫度下發生反應，平衡時測得乙烷的物質的量為0.20mol．求該溫度下反應的平衡常數及乙烷的平衡轉化率．（寫出計算過程）
（4）實際生產中，常在恒溫恒壓下采用加入水蒸氣的方法來提高乙烯的產率（水蒸汽在此條件下不參與反應），原因是

恒溫恒壓下加入水蒸氣，系統總壓不變，體積增大，各物質的濃度同等程度減小，濃度商Qc＜平衡常數K．
平衡向著正反應方向移動，所以乙烯的產率提高

．

Answer 1

分析：（1）同種原子之間形成的共價鍵為非極性鍵，不同原子形成的共價鍵為極性鍵；
（2）反應熱△H=反應物總鍵能-生成物總鍵能；
（3）平衡常數指生成物濃度的系數次冪之積與反應物濃度系數次冪之積的比值，平衡常數k=

c(H2)?c(C2H4)

c(C2H6)

，根據平衡時乙烷的物質的量，利用三段式計算出平衡時各組分的物質的量，進而求出平衡時各組分的濃度，代入平衡常數計算；利用轉化率的定義計算乙烷的平衡轉化率；
（4）恒溫恒壓下加入水蒸氣，系統總壓不變，體積增大，各物質的濃度同等程度減小，濃度商Qc＜平衡常數K．

解答：解：（1）C₂H₆是烷烴，分子中存在C-C單鍵和C-H鍵．C-C單鍵為非極性鍵，C-H鍵為極性鍵．所以C₂H₆分子中含有非極性鍵、極性鍵，
故答案為：非極性鍵、極性鍵；
（2）反應C₂H₆（g）?C₂H₄（g）+H₂（g）的反應熱△H=345.6 kJ．mol^-1+6×414.4 kJ．mol^-1-（615.3kJ．mol^-1+4×414.4 kJ．mol^-1）-435.3 kJ．mol^-1=+123.8 kJ．mol^-1，
故答案為：+123.8 kJ．mol^-1；
（3）對于反應         C₂H₆（g）   C₂H₄（g）+H₂（g）
起始時物質的量/mol：1.00　　　　　　       0　　　　0
變化的物質的量/mol：1.0-0.2=0.8            0.8      0.8
平衡時物質的量/mol：0.20　　　　　         0.8　　  0.8
平衡時各物質的濃度/mol．L^-1：0.20　　　　   0.8　　　0.8
所以平衡常數k=

c(H2)?c(C2H4)

c(C2H6)

=

0.8×0.8

0.2

=3.2，
乙烷的平衡轉化率=

0.8mol

1.00mol

×100%=80%，
答：平衡常數為3.2，乙烷的平衡轉化率80%；
（4）恒溫恒壓下加入水蒸氣，系統總壓不變，體積增大，各物質的濃度同等程度減小，濃度商Qc＜平衡常數K，平衡向著正反應方向移動，所以乙烯的產率提高，
故答案為：恒溫恒壓下加入水蒸氣，系統總壓不變，體積增大，各物質的濃度同等程度減小，濃度商Qc＜平衡常數K．

點評：本題考查化學鍵、反應熱、化學平衡移動與計算等內容，難度中等，旨在檢查學生對知識的掌握與運用能力．