Question

20．乙醇可用來制取乙醛、乙醚、乙酸乙酯等化工原料，也是制取染料、涂料、洗滌劑等產(chǎn)品的原料．
（1）己知在常溫常壓下：
①CH₃CH₂OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（g）△H₁=-1366.8kJ/mol
②2CO+O₂（g）=2CO₂（g）△H₂=-1366.8kJ/mol
③H₂O（g）=H₂O（l）△H₃=-44kJ/mol
則CH₃CH₂OH（l）和O₂生成CO和H₂O（l）的熱化學(xué)方程式是：CH₃CH₂OH（l）+2O₂（g）=2CO（g）+3H₂O（l）△H=-932.8 kJ•mol^-1．
（2）在容枳為2L的密閉容器中，由CO和H₂合成由乙醇的反應(yīng)為：2CO+4H₂（g）=CH₃CH₂OH（l）+H₂O（g），在其他條件不變的情況下，考察溫度對(duì)反應(yīng)的影響，CO轉(zhuǎn)化率如圖所示（注：T₁、T₂均大于280℃）：
①圖可推知T₁＞T₂（填“＞”、“＜”、“=”）．
②該反應(yīng)△H＜0（填“＞”、“＜”、“=”）；升高溫度，上述反應(yīng)向逆（填“正”“逆”）反應(yīng)方向移動(dòng)．
③平衡常數(shù)表達(dá)式為$\frac{c（C{H}_{3}C{H}_{2}OH）•c（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（CO）•{c}^{4}（{H}_{2}）}$，降低溫度平衡常數(shù)將變大（填“變大”、“變小”、“不變”下酮同），反應(yīng)速率將變�。�
④在T₂溫度時(shí)，將1mol CO和2mol H₂充入一密閉恒容容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，若容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比為2：3，則CO轉(zhuǎn)化率為a=50%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)蓋斯定律方程式①-②+③×3得到CH₃CH₂OH（l）+2O₂（g）=2CO（g）+3H₂O（l）據(jù)此計(jì)算；
（2）①溫度越高，反應(yīng)速率越大，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)所用時(shí)間越短；
②升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，結(jié)合反應(yīng)熱判斷；
③平衡常數(shù)為生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，降低溫度，反應(yīng)速率減小，根據(jù)平衡移動(dòng)判斷平衡常數(shù)的變化；
④在恒溫恒容條件下，混合氣體的壓強(qiáng)與氣體的物質(zhì)的量成正比，并結(jié)合平衡三行式，計(jì)算平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率．

解答 解：（1）已知常溫常壓下：
①CH₃CH₂OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+3H₂O（g）△H₁=-1366.8kJ•mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂=-566kJ•mol^-1
③H₂O（g）═H₂O（l）△H₃=-44kJ•mol^-1
由蓋斯定律方程式①-②+③×3得到CH₃CH₂OH（l）+2O₂（g）=2CO（g）+3H₂O（l）△H=（-1366.8）-（-566）+（-44）×3kJ•mol^-1=-932.8 kJ•mol^-1，
故答案為：CH₃CH₂OH（l）+2O₂（g）=2CO（g）+3H₂O（l）△H=-932.8 kJ•mol^-1；
（2）①溫度越高，反應(yīng)速率越大，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)所用時(shí)間越短，由圖象可知，T₂溫度時(shí)反應(yīng)先達(dá)到平衡狀態(tài)，即T₂時(shí)速率快，溫度高，所以T₂大于T₁；
故答案為：＞；
②由圖可知，升高溫度，CO的轉(zhuǎn)化率減小，即升高溫度平衡向逆方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H＜0；
故答案為：＜；逆；
③2CO（g）+4H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）的平衡常數(shù)的表達(dá)式為K=$\frac{c（C{H}_{3}C{H}_{2}OH）•c（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（CO）•{c}^{4}（{H}_{2}）}$，降低溫度，反應(yīng)速率減小，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡向正方向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)增大；
故答案為：K=$\frac{c（C{H}_{3}C{H}_{2}OH）•c（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（CO）•{c}^{4}（{H}_{2}）}$；變大；變��；
④設(shè)CO的變化量為nmol，
                                          2CO+4H₂（g）=CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）
起始物質(zhì)的量（mol）              1      2                   0                    0
變化物質(zhì)的量（mol）               n       2n              $\frac{1}{2}$n                  $\frac{1}{2}$n       
平衡物質(zhì)的量（mol）            1-n    2-2n            $\frac{1}{2}$n                $\frac{1}{2}$n
若容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比為2：3，則：（$\frac{1}{2}$n+$\frac{1}{2}$n+3-3n）：3=2：3，解得：n=0.5，則CO的轉(zhuǎn)化率a=$\frac{0.5mol}{1mol}$×100%=50%，故答案為：50%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了蓋斯定律的應(yīng)用和熱化學(xué)方程式的書寫、影響反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素、化學(xué)平衡常數(shù)等，題目難度中等，注意把握蓋斯定律的含義和應(yīng)用方法、以及溫度對(duì)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響．