以天然氣代替石油生產液體燃料和基礎化學品是當前化學研究和發展的重點。（1）我國科學家創造*地構建了硅化物晶格限...

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問題詳情：

以天然氣代替石油生產液體燃料和基礎化學品是當前化學研究和發展的重點。

（1）我國科學家創造*地構建了硅化物晶格限域的單中心鐵催化劑，成功實現了**一步高效生產乙烯、芳香烴Y和芳香烴Z等重要化工原料，實現了CO2的零排放，碳原子利用率達100%。已知Y、Z的相對分子質量分別為78、128，其一*代物分別有1種和2種。

①有關化學鍵鍵能數據如表中所示：

化學鍵	H－H	C=C	C－C	C≡C	C－H
E（kJ/mol）	436	615	347.7	812	413.4

寫出**一步生成乙烯的熱化學方程式：_____________；

②已知：原子利用率=期望產物總質量/反應物總質量×100%，則**生成芳香烴Y的原子利用率為______；

③生成1 mol Z產生的H2約合標準狀況下________L。

（2）如圖為乙烯氣相直接水合法制備乙醇過程中乙烯的平衡轉化率與温度、壓強的關係[其中n(H2O)∶n(C2H4)=1∶1]。

①若p2=8.0 MPa，列式計算A點的平衡常數Kp=_______（用平衡分壓代替平衡濃度計算；分壓=總壓×物質的量分數；結果保留到小數點後兩位）；

②該反應為______（填“吸熱”或“放熱”）反應，圖中壓強（p1、p2、p3、p4）的大小關係為_______；

【回答】

【*】 (1). 2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g) ΔH=+166.6 kJ/mol (2). 81.25% (3). 358.4 (4). 0.07 (5). 放熱 (6). p1＜p2＜p3＜p4

【解析】

【分析】

芳香烴Y和芳香烴Z的相對分子質量分別為78、128，其一*代物分別有1種和2種，則Y為苯（C6H6）、Z為萘（C10H8）。明確一步合成的內涵後，再去解題。

【詳解】（1）①化學反應的反應熱等於反應物的鍵能總和與生成物的鍵能總和的差，根據**一步生成乙烯的化學方程式2CH4→C2H4+2H2及相關的鍵能數據可知，該反應的ΔH=413.4 kJ/mol 42-413.4 kJ/mol 4-615 kJ/mol -436 kJ/mol 2=+166.6 kJ/mol，因此，**一步生成乙烯的熱化學方程式為2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g) ΔH=+166.6 kJ/mol；

②原子利用率=期望產物總質量/反應物總質量×100%，根據**生成芳香烴Y的化學方程式6 CH4→C6H6+9 H2，可知**生成芳香烴Y的原子利用率為81.25%；

③**一步生產芳香烴Z的化學方程式為10 CH4→C10H8+16H2，生成1 mol Z產生的H2為16mol，約合標準狀況下358.4L。

（2）乙烯氣相直接水合法制備乙醇的化學方程式為CH2=CH2(g)+H2O(g)⇌CH3CH2OH(g)。

①若p2=8.0 MPa，由圖可知，A點乙烯的平衡轉化率為20%，假設開始投料n(H2O)=n(C2H4)=1mol，則兩反應物的變化量均為0.2mol，平衡混合物中CH2=CH2、H2O、CH3CH2OH的物質的量分別為0.8 mol、0.8 mol、0.2mol，其物質的量分數分別為、、，因此，A點的平衡常數Kp=0.07；