《2025年5年高考3年模拟高中化学全一册人教B版》

9.(2024重庆二模，17)丙烯是三大合成材料的基本原料之一。可以用丙烷直接脱氢、丙烷氧化脱氢和电解法制丙烯。已知下列反应的热化学方程式：
直接脱氢ⅰ：CH₃CH₂CH₃(g) ⇌CH₂═CHCH₃(g) + H₂（g） ΔH₁ = +123.8 kJ·mol⁻¹
氧化脱氢ⅱ：CH₃CH₂CH₃(g)+$\frac{1}{2}$O₂(g)⇌CH₂═CHCH₃(g)+H₂O(g) ΔH₂
ⅲ：2H₂(g)+O₂(g)===2H₂O(g) ΔH₃=-483.6 kJ·mol⁻¹
(1)ΔH₂=________ kJ·mol⁻¹。
(2)一定条件下，在装有锌基催化剂（ZnO）的恒压密闭容器中，发生直接脱氢反应，丙烯的平衡产率x与平衡常数Kp的关系可表示为x²=$\frac{K_p}{K_p + p}$，式中p为系统总压。p分别为a MPa和b MPa时（a＞b），丙烯的平衡产率与温度的关系如图1所示。

①其中表示b MPa下的关系曲线是________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。T₄℃时，Kp=________ MPa。
②实验证明，系统总压不变，在丙烷中混入一些水蒸气，丙烷的平衡转化率增大，其原因是__________________。
③立方ZnO的晶胞如图2所示，则该晶体中O²⁻的配位数为________；晶胞参数为c pm，O²⁻与Zn²⁺间的最小距离为________ pm。

(3)以惰性材料作电极，电解法制取丙烯的原理如图3所示。
①X极为________极（填“阳”或“阴”）。
②若电解生成1 mol丙烯，理论上阳极区溶液减少的质量为________ g。

答案： 答案 （1）-118 （2）①Ⅰ 1.78b(或$\frac{16}{9}b$) ②该反应是气体分子数增加的反应，恒压条件下，充入水蒸气，可降低反应体系中各组分的分压，有利于平衡正向移动 ③4 $\frac{\sqrt{3}}{4}c$
（3）①阴 ②162
解析 （2）①由关系式$x^{2}=\frac{K_{p}}{K_{p}+p}$可知，温度相同时，p越小，x越大，则b MPa下的关系曲线是Ⅰ；T₄℃，b MPa时，丙烷平衡产率为80.0％，根据关系式$x^{2}=\frac{K_{p}}{K_{p}+p}$，可计算$K_{p}=\frac{16}{9}b\approx1.78b$。③O²⁻与Zn²⁺间的最小距离为晶胞体对角线长度的四分之一，即$\frac{\sqrt{3}}{4}c$ pm。（3）②阴极反应为3CO₂ + 18H⁺ + 18e⁻ = CH₂ = CHCH₃ + 6H₂O，阳极反应为2H₂O - 4e⁻ = O₂↑ + 4H⁺，生成1 mol丙烯转移的电子为18 mol，阳极区溶液减少的质量为产生的O₂与转移的H⁺的质量和，故为$\frac{18}{4}$ mol×32 g·mol⁻¹ + 18 mol×1 g·mol⁻¹ = 162 g。